quarta-feira, 20 de janeiro de 2016

Novas descobertas sobre o cinturão de Van Allen




Cerca de 600 milhas da superfície da Terra é o primeiro de dois enxames de elétrons em forma de anel, conhecidos como os cinturões de Van Allen, ou os cinturões de radiação.Compreender a forma eo tamanho das correias, que pode encolher e inchar em resposta à radiação incidente do Sol, é crucial para proteger nossa tecnologia no espaço. A radiação dura não é bom para a saúde dos satélites, assim que os cientistas desejam saber apenas que orbita poderia ser posta em causa em situações diferentes.

Desde os anos 1950, quando os cientistas começaram a formar uma imagem destes anéis de partículas energéticas, a nossa compreensão de sua forma, em grande parte manteve-se inalterada - um pequeno cinto, interior, um espaço quase vazio conhecida como a região do slot e, em seguida, o cinturão externo, que é dominado por elétrons e que é o maior e mais dinâmico dos dois. Mas um novo estudo de dados de Van Allen Sondas da NASA revela que a história pode não ser tão simples.

"A forma dos cintos é realmente muito diferente, dependendo do tipo de eletrônica que você está olhando", disse Geoff Reeves de Los Alamos National Laboratory e do Consórcio Novo México, em Los Alamos, Novo México, principal autor do estudo publicado no 28 de dezembro de 2015, no Journal of Geophysical Research. "Os electrões em diferentes níveis de energia são distribuídas de forma diferente nessas regiões."
Ao contrário do que a imagem clássico das correias de radiação - correia interior pequeno, região vazia ranhura e a correia exterior maior - esta nova análise revela que a forma pode variar a partir de uma única correia, contínua, sem a região do entalhe, para uma correia interior maior com um menor cinturão externo, para não cinturão interno em tudo. Muitas das diferenças são contabilizadas considerando elétrons em diferentes níveis de energia separadamente.

"É como ouvir diferentes partes de uma canção", disse Reeves. "A linha de baixo soa diferente dos vocais, e os vocais são diferentes dos tambores, e assim por diante."

Os pesquisadores descobriram que o cinturão interno - o cinto menor na imagem clássica dos cintos - é muito maior do que o cinturão externo ao observar os elétrons com energias baixas, enquanto o cinturão externo é maior quando se observa elétrons a energias mais elevadas.Nos muito mais altas energias, a estrutura cinturão interno está faltando completamente.Então, dependendo do que se concentra em, os cinturões de radiação pode parecem ter estruturas muito diferentes simultaneamente.

Estas estruturas são mais alterados por tempestades geomagnéticas. Quando o material magnético do Sol em movimento rápido - na forma de alta velocidade fluxos de vento solar, ou ejeções de massa coronal - colidem com o campo magnético da Terra, eles enviá-lo oscilante, criando uma tempestade geomagnética. Tempestades Geomagnéticas pode aumentar ou diminuir o número de electrões energéticos nos cintos de radiação temporariamente, embora os cintos de retornar à sua configuração normal depois de uma hora.
Estes aumentos e diminuições de elétrons-driven tempestade Atualmente imprevisível, sem um padrão claro que mostra que tipo ou força da tempestade irá produzir quais resultados.Há um ditado na comunidade física espacial: se você já viu uma tempestade geomagnética, você já viu uma tempestade geomagnética. Como se vê, essas observações foram em grande parte baseado em elétrons em apenas alguns níveis de energia.

"Quando olhamos através de uma ampla gama de energias, começamos a ver algumas consistências em dinâmica de tempestade", disse Reeves. "A resposta de electrões em diferentes níveis de energia difere nos pormenores, mas há algum comportamento comum.Por exemplo, verificou-se que os electrões desaparecer a partir das regiões de entalhe rapidamente depois de uma tempestade geomagnético, mas a localização da região de ranhura depende da energia dos electrões ".

Muitas vezes, a correia eletrônica externa se expande para o interior em direção ao cinturão interno durante tempestades geomagnéticas, preenchendo completamente na região da ranhura com elétrons de baixa energia e formando um cinturão de radiação enorme. No energias mais baixas, as formas de entalhe mais da Terra, produzindo um cinturão interior que é maior do que o cinturão externo. No energias mais elevadas, o slot de forma mais perto da Terra, revertendo os tamanhos comparativos.
Os satélites gêmeos de Van Allen Sondas expandir a gama de dados eletrônica energético que pode capturar. Além de estudar os elétrons de alta energia extremamente - transportando milhões de elétron-volts - que tinham sido estudados antes, as sondas de Van Allen pode capturar informações sobre elétrons de baixa energia que contêm apenas alguns milhares de elétron-volts. Além disso, a medida nave espacial elétrons cinturão de radiação em um número maior de energias distintas do que anteriormente era possível.

"Instrumentos anteriores só iria medir cinco ou dez níveis de energia de cada vez", disse Reeves. "Mas os Radiation Belt Storm Probes medir centenas."

Medindo o fluxo de elétrons para estas energias mais baixas tem sido difícil no passado por causa da presença de prótons nas regiões cinturão de radiação mais próximo da Terra. Esses prótons disparar através de detectores de partículas, criando um fundo barulhento do que as verdadeiras medidas de elétrons necessários para ser escolhido. Mas as de maior resolução de dados de Van Allen Sondas descobriram que esses elétrons de baixa energia circular muito mais perto da Terra do que se pensava anteriormente.
"Apesar do barulho de protões, as sondas de Van Allen pode identificar de forma inequívoca as energias dos elétrons é de medição", disse Reeves.

Observações precisas como este, de centenas de níveis de energia, em vez de apenas uns poucos, vai permitir aos cientistas criar um modelo mais precisa e rigorosa do que, exatamente, está acontecendo nos cinturões de radiação, tanto durante tempestades geomagnéticas e durante períodos de relativa calma.

"Você sempre pode ajustar alguns parâmetros de sua teoria para fazê-lo coincidir observações em dois ou três níveis de energia", disse Reeves. "Mas ter observações em centenas de energias restringir as teorias que você pode combinar para observações."

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