Partea interioara a centurii de radiatii Van Allen este destul de stabila, in schimb partea exterioara isi schimba forma, dimensiunile si compozitia in moduri pe care oamenii de stiinta inca nu le inteleg perfect. Unele particule din aceasta centura se misca la o viteza apropiata de cea a luminii, insa ce anume accelereaza aceste particule pana la asemenea viteze?

Date recente obtinute de sondele Van Allen sugereaza ca este vorba despre un proces in doua etape: un mecanism ofera particulelor un impuls initial, iar apoi un fel de val electromagnetic denumit Whistler da lovitura finala impingand particulele pana la viteze atat de mari.

“Este important sa intelegem modul in care acest proces are loc”, arata Forrest Mozer, un cercetator spatial de la Universitatea din California, cu sediul in Berkeley, si autor principal al lucrarii in care sunt prezentate aceste rezultate, publicate in numarul din 15 iulie al Physical Review Letters.

“Nu doar ca se crede ca un proces similar se intampla in cazul Soarelui si a altor planete, insa aceste particule rapide pot deteriora componentele electronice ale navelor spatiale si ii pot afecta pe astronautii aflati in spatiu”, explica cercetatorul.

Pe parcursul ultimelor decenii au fost emise numeroase teorii despre aceste particule puternic incarcate. Acestea s-au impartit, in marea lor majoritate, in doua categorii diferite. Prima teorie generala este ca particulele se afla in deriva si vin de mult mai departe, unele de la 640.000 km sau mai mult, colectand energie de-a lungul traseului. A doua teorie generala este ca unele mecanisme accelereaza particulele care se afla deja in aceasta zona din spatiu.

Dupa doi ani in spatiu, datele obtinute de sondele Van Allen indica, in mare parte mare, spre aceasta a doua teorie.

In plus, ele au demonstrat ca, odata ce particulele ajung la un nivel energetic destul de ridicat, de circa 100 keV (keV=kiloelectron volt), se misca la viteze sincronizate cu cele ale valurile electromagnetice gigantice care, la randul lor, pot accelera particulele.

“Aceasta lucrare incorporeaza teoria valurilor Whistler, adoptata anterior”, a precizat Shri Kanekal, cercetatorul stiintific adjunct al misiunii Van Allen de la Goddard Space Flight Center al NASA (Greenbelt, Maryland). “Insa ofera o noua explicatie pentru modul in care particulele primesc impulsul energetic initial”.

Primul mecanism este bazat pe pulsatii ale campului electric, care se propaga paralel cu campurile electrice care strabat centura de radiatii. Aceste pulsatii magnetice ghideaza miscarea tuturor particulelor incarcate din centura. Particulele se misca si pivoteaza in jurul acestor linii magnetice, ca si cum ar urmari conturul unui arc. In aceasta faza initiala, pulsatiile electrice imping particulele inainte, din ce in ce mai puternic, in directie paralela cu campurile magnetice.

Acest mecanism poate creste nivelul de energie al particulelor pana la un anumit nivel, insa nu unul atat de ridicat precum se credea initial ca ar fi necesar pentru ca valurile Whistler sa produca efecte. Cu toate acestea, Mozer si echipa sa au aratat, atat prin date obtinute de sondele Van Allen cat si prin simulari, ca valurile Whistler pot intr-adevar afecta particulele cu un nivel scazut de energie.

Per total, procesul in doua etape este un mecanism eficient care poate accelera particulele pana la vitezele foarte mari inregistrate in centura Van Allen.

“Sondele Van Allen au reusit sa monitorizeze acest proces de accelerare mai bine decat orice alta sonda spatiala pentru ca au fost proiectate si plasate intr-o orbita speciala tocmai in acest scop”, precizeaza Mozer. “Misiunea a oferit prima confirmare cu adevarat solida a ceea ce se intampla. Este pentru prima data cand putem explica cu adevarat modul in care electronii sunt accelerati pana aproape de viteza luminii.”

Astfel de date ii ajuta pe oamenii de stiinta sa inteleaga suficient de bine modul in care functioneaza centura de radiatii Van Allen astfel incat sa poata proteja navetele spatiale si astronautii aflati in apropierea ei.