Pământul „a primit” o nouă centură de protoni

Furtuna solară masivă din 2024 a creat două noi centuri temporare de radiații în jurul Pământului, conform unei misiuni NASA realizată cu ajutorul unui CubeSat. Potrivit cercetătorilor NASA, una dintre aceste centuri, o nouă centură de protoni, ar putea persista pentru „o perioadă foarte lungă de timp”.

Dincolo de orbita joasă a Pământului, planeta este înconjurată de centuri de radiații cunoscute sub numele de centurile Van Allen, numite astfel după astrofizicianul James Van Allen, care le-a descris pentru prima dată în 1958.

• Mister elucidat! De ce unele roci de pe Lună sunt extrem de magnetice?
• Cum ne-ar putea proteja bacteriile de pe piele de Soare

„Magnetosfera Pământului captează particulele de radiații cu energie ridicată și protejează planeta de furtunile solare și de vântul solar constant, care pot afecta atât tehnologia, cât și oamenii de pe Pământ. Aceste particule capturate formează două centuri de radiații, cunoscute sub numele de Centurile Van Allen, care înconjoară Pământul asemenea unor inele uriașe. Centura exterioară este formată din miliarde de particule de mare energie provenite de la Soare, în timp ce centura interioară rezultă din interacțiunea razelor cosmice cu atmosfera Pământului”, explică NASA.

Centurile Van Allen

Aceste centuri permanente sunt compuse dintr-un amestec de electroni și protoni, centura interioară având protoni și electroni cu energie ridicată, iar centura exterioară fiind alcătuită în principal din electroni de mare energie, toți fiind ținuți în loc de câmpul magnetic al planetei.

Pe lângă aceste centuri permanente, Pământul poate, ocazional, să acumuleze centuri temporare de radiații, apărute în urma particulelor de mare energie aruncate spre planeta noastră în timpul furtunilor solare.

Anul trecut a fost unul spectaculos în ceea ce privește furtunile solare, deoarece Soarele s-a apropiat de maximul său de activitate. În mai, o furtună solară deosebit de puternică a generat aurore spectaculoase și vortexuri atmosferice nemaivăzute. Acum, datorită experimentului NASA „Colorado Inner Radiation Belt Experiment” (CIRBE), s-a descoperit că această furtună a creat două noi centuri de radiații, situate între cele permanente.

„Când am comparat datele de dinainte și de după furtună, am spus: ‘Uau, asta e ceva cu totul nou’. Este absolut uimitor”, a declarat Xinlin Li, autor principal al noului studiu.

O nouă centură de protoni și una de electroni

Aceste centuri temporare, analizate timp de mai multe luni, au rezistat mai mult decât alte formațiuni similare observate anterior. În mod obișnuit, centurile temporare de electroni durează aproximativ patru săptămâni, însă aceste noi centuri par să fie mai stabile. Centura exterioară dintre cele două, alcătuită în mare parte din electroni de mare energie, a persistat mai bine de trei luni, până când o altă furtună, din iunie, a redus dimensiunea sa. O a treia furtună, în august, a continuat să o micșoreze, lăsând doar o mică populație de electroni, scrie IFL Science.

Studierea acestor centuri temporare ar putea oferi informații importante despre procesele fizice care stau la baza radiațiilor din jurul Pământului.

„Persistența noii centuri de electroni (1,3–5 MeV) într-o zonă cuprinsă între L = 2,5 și 3,5 oferă o oportunitate excelentă de a investiga durata de viață a acestor particule în funcție de interacțiunile lor cu undele plasmatice, densitatea locală a plasmei și intensitatea câmpului magnetic. Scăderea semnificativă a acestei centuri după furtuna din 28 iunie oferă, de asemenea, un caz bun pentru studierea altor interacțiuni undă-particulă, cum ar fi undele EMIC (Electromagnetic Ion Cyclotron Waves) și undele de tip ‘chorus’, care dispersează electronii de mare energie în atmosferă”, explică cercetătorii în studiu.

O nouă centură de protoni

A doua centură, nouă centură de protoni și electroni, a fost și mai stabilă, deoarece se află într-o poziție unde particulele sale sunt mai puțin susceptibile să fie deviate din orbită.

„Stabilitatea noii centuri de protoni este în concordanță cu înțelegerea actuală conform căreia pierderile acestora sunt cauzate în principal de coliziunile cu electronii liberi și cu cei legați, un fenomen nesemnificativ pe perioada observată. Astfel, această nouă centură de protoni ar putea persista mult mai mult, poate chiar peste un an”, explică echipa de cercetare.

„Aceștia sunt electroni și protoni de energie foarte ridicată care s-au infiltrat în mediul magnetic interior al Pământului. Unii dintre ei ar putea rămâne acolo pentru foarte mult timp”, a adăugat David Sibeck, fost cercetător al misiunii „Van Allen Probes” de la NASA și om de știință la Goddard Space Flight Center din Greenbelt, Maryland, care nu a fost implicat în studiu.

Deși CubeSatul folosit în această misiune a oferit informații valoroase despre noile centuri temporare de radiații, furtunile solare și-au pus amprenta și asupra acestuia, scoțându-l de pe orbită în octombrie.

„Suntem foarte mândri că un CubeSat atât de mic a reușit să facă o descoperire atât de importantă”, a concluzionat Li.

Studiul a fost publicat în Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Vă recomandăm să citiți și:

O scanare cosmică arată că Universul este mult mai complex decât se credea

Cum a ajuns apa pe Lună și unde o găsim?

Telescopul Hubble a descoperit ceva inexplicabil într-o galaxie ultra-difuză

Cum ne-ar putea ajuta un super-Pământ să găsim viață în Univers?