Quando se trata de planetas com anéis, sabemos a resposta: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Mas novas descobertas do experimento PAMELA mostram que a Terra também possui um sistema de anéis ... Um composto por antiprótons de raios cósmicos presos geomagneticamente.
"A existência de um fluxo significativo de antiprótons confinado à magnetosfera da Terra foi considerada em vários trabalhos teóricos". diz o líder da equipe, O. Adriani, do Departamento de Física da Universidade de Florença. "Essas antipartículas são produzidas em interações nucleares dos raios cósmicos energéticos com a atmosfera terrestre e se acumulam no campo geomagnético em altitudes de várias centenas de quilômetros".
O experimento PAMELA - abreviação de Carga útil para exploração de antimatéria e astrofísica dos núcleos de luz - baseia-se em uma colaboração internacional envolvendo cerca de 100 físicos. Seu equipamento de última geração foi projetado para investigar a natureza da matéria escura, a aparente ausência de antimatéria cosmológica e a origem e evolução da matéria na galáxia. Utilizando um espectrômetro de ímã permanente com uma variedade de detectores especializados, PAMELA gira em torno da Terra em uma órbita altamente inclinada.
"A órbita do satélite (70 graus de inclinação e 350-610 km de altitude) permite que PAMELA realize uma medição muito detalhada da radiação cósmica em diferentes regiões da magnetosfera da Terra, fornecendo informações sobre os espectros de natureza e energia de partículas de sub-corte". diz Adriani. "A órbita do satélite passa pela Anomalia do Atlântico Sul (SAA), permitindo o estudo de partículas captadas geomagneticamente na faixa de radiação interna".
Dos subdetectores, PAMELA serviu uma porção de antiprótons, mas não foi uma tarefa fácil. "Os antiprótons na faixa de energia selecionada provavelmente se aniquilarão dentro do calorímetro, deixando assim uma assinatura clara". diz a equipe. “A segmentação longitudinal e transversal do calorímetro é explorada para permitir a caracterização do desenvolvimento do chuveiro. Essas seleções são combinadas com medições de dE / dx de tiras individuais nos planos dos detectores de silício para permitir que os chuveiros eletromagnéticos sejam identificados com uma precisão muito alta. ”
Por 850 dias, os detectores coletaram dados e os compararam com simulações. Os antiprótons presos eram altamente dependentes da coleção angular, da função de resposta direcional na posição orbital do satélite e de sua orientação em relação ao campo geomagnético. “Todos os antiprótons identificados, caracterizados por um ângulo de inclinação próximo a 90 graus, foram encontrados em espiral em torno das linhas de campo, saltando entre os pontos de espelho e também realizando um desvio longitudinal lento ao redor da Terra, para um comprimento total de caminho equivalente a vários raios da Terra. " disse a equipe. "Os resultados do PAMELA permitem que os modelos de transporte de CR sejam testados na atmosfera terrestre e restringem significativamente as previsões de modelos de anti-prótons presos, reduzindo as incertezas sobre o espectro de produção de anti-próton na magnetosfera da Terra".
Fonte da história original: Astrophysical Journal Newsletters.
