Scoperto un anello di radiazioni attorno alla Terra

Un terzo anello di radiazioni, precedentemente sconosciuto, circondava la Terra fino allo scorso anno quando è stato annientato da una potente onda d'uro interplanetaria.

Il merito della scoperta va alle due sonde della NASA Radiation Belt Storm, chiamate successivamente Van Allen Probes
in onore dello scopritore delle omonime fasce: la nuova ciambella di radiazioni individuata, seppur temporanea, ci fa capire quanto poco ancora conosciamo non solo dello spazio profondo ma appena fuori il nostro pianeta.

Quando un veicolo spaziale viene lanciato, in genere gli scienziati aspettano pazientemente che tutti gli strumenti vadano a regime per iniziare qualsiasi tipo di attività scientifica.

Le sonde Van Allen erano state lanciate il 30 agosto dello scorso anno a bordo del vettore Altas V con lo scopo di studiare le due cinture giganti di radiazioni che circondano il nostro pianeta e il loro gonfiarsi e a restringersi in risposta alla radiazione solare.

Ma un gruppo di scienziati della missione chiese di cambiare programma e di attivare il Relativistic Electron Proton Telescope (REPT) appena tre giorni dopo il lancio, in modo che le sue osservazioni si sovrapponessero con un'altra missione chiamata SAMPEX (Solar, Anomalous, and Magnetospheric Particle Explorer) che da li a poco avrebbe iniziato il suo rientro a Terra.

Fu una scelta fortunata!

Poco prima che REPT venisse attivato il Sole aveva inviato una certa dose di energia verso la Terra che causò un rigonfiamento delle fasce di Van Allen. Lo strumento effettuò diverse osservazioni di queste particelle intrappolate nelle fasce, registrando le loro alte energie e un aumento di dimensioni delle fasce stesse.

Poi, è successo qualcosa che nessuno aveva mai visto prima: le particelle si disposero in una nuova configurazione con un ulteriore terzo livello, esteso nello spazio. Una nuova scoperta che farà riscrivere qualche libro.

"Abbiamo iniziato a pensare se ci fosse qualcosa di sbagliato con i nostri strumenti. Abbiamo controllato tutto ma non c'era niente che non andasse in loro. Il terzo tappeto persisteva splendidamente, giorno dopo giorno, settimana dopo settimana, per quattro settimane", ha detto Shri Kanekal, scienziato della missione Van Allen al NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland.

Le cinture di radiazione o fasce di Van Allen, furono scoperte nel 1958 con il lancio del primo razzo statunitense Explorer 1 da James Van Allen. Missione successive hanno effettuato diverse osservazioni ma il loro comportamento è sempre rimasto un mistero.

Queste zone a forma di ciambella che circondano la Terra  si trovano tra la cosiddetta orbita geostazionaria (l'orbita dei satelliti per telecomunicazioni) e l’orbita bassa (l'orbita della ISS, Stazione Spaziale Internazionale): intrappolano e scambiano plasma con lo spazio esterno, senza che questo raggiunga la Terra.

La fascia interna è costituita essenzialmente da protoni ad alta energia ed è abbastanza stabile mentre, la fascia esterna è più complessa e variabile. E' costituita per la maggior parte da elettroni e risente particolarmente degli influssi legati agli eventi solari.

Le sonde RBS sono state progettate quindi per rispondere principalmente a tre domande:

da dove arriva l'energia supplementare e da dove arrivano le particelle?dove scompaiono e per quale motivo?in che modo questi cambiamenti influenzano il resto della magnetosfera?

Daniel Baker, dell'Università del Colorado, piace paragonare le fasce agli anelli di accumulazione delle particelle in un acceleratore. Qui i campi magnetici vengono utilizzati per mantenere le particelle "in orbita" nel cerchio, mentre le onde di energia servono per far viaggiare le particelle fino alla velocità della luce. In tali acceleratori, tutto deve essere accuratamente sintonizzato con la dimensione e forma dell'anello e le caratteristiche delle particelle.

Allo stesso modo le fasce di Van Allen dipendono da equilibri analoghi: dato che gli anelli sono presenti in certi luoghi e in certi momenti, si può dedurre che le particelle e le onde di energia che interagiscono devono essere la causa della loro geometria.

Il 31 agosto 2012 un lungo filamento di materiale solare rimasto sospeso nell'atmosfera del Sole, esplose nello spazio e questo potrebbe aver causato la formazione del terzo livello, annientato quattro settimane più tardi da una nuova onda d'urto interplanetaria.

"Ci consideriamo molto fortunati", spiega Baker "abbiamo attivato i nostri strumenti con grande orgoglio e fiducia che avrebbero immediatamente lavorato in collaborazione con il Sole. E' stata una straordinaria opportunità che conferma l'importanza di questa missione e di come sia necessario studiare le fasce di Van Allen con nuovi occhi".

I risultati sono stati pubblicati su un articolo uscito nelle rivista Science del 28 febbraio.

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