La cintura di radiazione interna della Terra mostra un motivo a strisce curiosamente zebrato, secondo gli ultimi risultati del gemello Van Allen Probes della NASA. Inoltre, la causa dello striping sembra essere la rotazione della Terra stessa, qualcosa che in precedenza era stato ritenuto impossibile.
"... è veramente umiliante, come teorico, vedere con che rapidità i nuovi dati possono cambiare la nostra comprensione delle proprietà fisiche."
- Aleksandr Ukhorskiy, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory
Il nostro pianeta è circondato da due grandi regioni di radiazione a forma di ciambella chiamate le cinture Van Allen, dopo l'astrofisico James Van Allen che scoprì la loro presenza nel 1958. (Van Allen morì all'età di 91 anni nel 2006.) La cintura interna di Van Allen, che si estende da circa 800 a 13.000 km (da 500 a 8.000 miglia) sopra la Terra, contiene elettroni e protoni ad alta energia e rappresenta un rischio sia per l'astronave che per gli umani, o dovrebbe accadere che trascorrano abbastanza tempo al suo interno.
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Lanciati a bordo di un razzo Atlas V da Cape Canaveral AFS la mattina del 30 agosto 2012, i Van Allen Probes (originariamente i Radiation Belt Probes) sono in missione di due anni per indagare sulle cinture e scoprire come si comportano e evolversi nel tempo.
Uno degli strumenti a bordo delle sonde gemelle, l'esperimento sulla composizione ionica delle sonde di tempesta della radiazione (RBSPICE), ha rilevato un motivo a strisce persistente nelle particelle all'interno della cintura interna. Mentre una volta si pensava che qualsiasi struttura all'interno delle cinture fosse il risultato dell'attività solare, grazie a RBSPICE è stato ora stabilito che la causa è la rotazione terrestre e l'asse magnetico inclinato.
"È a causa dell'alta energia senza precedenti e della risoluzione temporale del nostro esperimento di particelle energetiche, RBSPICE, che ora capiamo che gli elettroni della cintura interna sono, infatti, sempre organizzati in schemi zebrati", ha affermato Aleksandr Ukhorskiy della Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) in Laurel, Md., Co-investigatore su RBSPICE e autore principale dell'articolo. "Inoltre, la nostra modellazione identifica chiaramente la rotazione della Terra come il meccanismo che crea questi schemi. È davvero umiliante, come teorico, vedere con che rapidità i nuovi dati possono cambiare la nostra comprensione delle proprietà fisiche. "
Il modello della formazione dei motivi a strisce è paragonato all'attrazione del taffy.
"Se le popolazioni di elettroni della cintura interna sono viste come un fluido viscoso", ha detto Ukhorskiy, "queste oscillazioni globali si allungano e piegano lentamente quel fluido, proprio come il taffy viene allungato e piegato in una macchina per caramelle."
"Questa scoperta ci dice qualcosa di nuovo e importante su come funziona l'universo", ha affermato Barry Mauk, scienziato di progetto presso APL e coautore del documento. “I nuovi risultati rivelano un nuovo meccanismo fisico su larga scala che può essere importante per le cinture di radiazione planetarie in tutto il sistema solare. Uno strumento simile a RBSPICE è ora in viaggio per Giove nella missione Juno della NASA, e cercheremo l'esistenza di modelli simili a strisce zebrate nelle cinture di radiazione di Giove ".
Le cinture di Van Allen di Giove sono simili a quelle della Terra tranne tanto più grandi; Il campo magnetico di Giove è dieci volte più forte di quello terrestre e la radiazione nelle sue cinture è un milione di volte più potente(fonte). Giunone arriverà a Giove a luglio 2016 e trascorrerà circa un anno in orbita, investigandone l'atmosfera, gli interni e la magnetosfera.
Grazie alle sonde Van Allen. Giunone ora ha un'altra funzione da cercare nelle cinture di radiazione di Giove.
"È sorprendente come l'ambiente spaziale terrestre, comprese le fasce di radiazione, continuino a sorprenderci anche dopo averli studiati per oltre 50 anni. La nostra comprensione delle strutture complesse delle cinture e dei processi alla base dei comportamenti delle cinture continua a crescere, contribuendo tutti all'obiettivo finale di fornire un'accurata modellazione meteorologica spaziale ".
- Louis Lanzerotti, professore di fisica presso il New Jersey Institute of Technology e ricercatore principale per RBSPICE
I risultati del team sono stati pubblicati nel numero del 20 marzo della rivistaNatura.
Le sonde Van Allen sono la seconda missione del programma Living With a Star della NASA, gestito dal Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, MD. Il programma esplora aspetti del sistema Sole-Terra collegato che influenzano direttamente la vita e la società.
Fonte: comunicato stampa Van Allen Probes
