Sondas de la NASA descubre acelerador de partículas

Los científicos han descubierto un enorme acelerador de partículas en el corazón de una de las regiones más hostiles del espacio cercano a la Tierra, una región de partículas super-energéticos, cargadas que rodean el mundo llamó a los cinturones de radiación de Van Allen. Los científicos sabían que algo en partículas aceleradas espacio en los cinturones de radiación de más del 99 por ciento de la velocidad de la luz, pero que no sabían qué era ese algo. Nuevos resultados de Van Allen Las sondas de la NASA muestran ahora que la energía de aceleración viene de dentro de las propias bandas. Las partículas dentro de los cinturones se aceleran mediante lanzamientos locales de energía, abofeteando las partículas a velocidades cada vez más rápidas, como un empuje perfectamente sincronizado en un columpio en movimiento.

El descubrimiento de que las partículas son aceleradas por una fuente local de energía es similar al descubrimiento de que los huracanes nacen de una fuente de energía local, como una región de agua caliente del océano. En el caso de los cinturones de radiación, la fuente es una región de las ondas electromagnéticas intensas, aprovechar la energía de otras partículas situadas en la misma región. Conocer la ubicación de la aceleración ayudará a los científicos a mejorar las predicciones del clima espacial, porque los cambios en los cinturones de radiación puede ser riesgoso para los satélites cerca de la Tierra. Los resultados fueron publicados en la revista Science el 25 de julio de 2013.

A fin de que los científicos a entender mejor los cinturones, las sondas Van Allen fueron diseñadas para volar a través de esta área intensa del espacio. Cuando la misión lanzada en agosto de 2012, que tenía objetivos de alto nivel para comprender cómo las partículas en los cinturones se aceleran a energías ultra altas, y cómo las partículas a veces puede escapar. Determinando que esta aceleración súper proviene de estos retrocesos locales de energía, en lugar de un proceso más global, los científicos han sido capaces de responder definitivamente a una de esas preguntas importantes por primera vez.

"Este es uno de los más esperados y emocionantes resultados de las sondas de Van Allen", dijo David Sibeck, Van Allen Sondas científico del proyecto en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Md. "Se va al corazón de por qué lanzamos la misión ".

Los cinturones de radiación fueron descubiertos en el lanzamiento de los primeros satélites de Estados Unidos ha enviado con éxito al espacio, Explorers I y III. Se dio cuenta rápidamente de que las cintas fueron algunos de los entornos más peligrosos de una nave espacial puede experimentar. La mayoría de las órbitas de satélite son elegidos para agacharse debajo de los cinturones de radiación o círculo fuera de ellos, y algunos satélites, como la nave espacial GPS, deben funcionar entre las dos cintas. Cuando las cintas se hinchan debido a la meteorología espacial entrante, que pueden abarcar estas naves espaciales, exponiéndolos a radiación peligrosa. De hecho, un número importante de fallos permanentes en las naves espaciales han sido causados ​​por la radiación. Con suficiente advertencia, podemos proteger la tecnología de las peores consecuencias, pero tal advertencia sólo se puede lograr si realmente comprendemos la dinámica de lo que está sucediendo dentro de estas misteriosas cintas.

"Hasta la década de 1990, pensamos que los cinturones de Van Allen fueron muy bien atendidos y cambiar poco a poco", dijo Geoff Reeves, el primer autor del artículo y científico cinturón de radiación en el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Los Álamos, Nuevo México "Con más y más medidas, sin embargo, nos dimos cuenta de la rapidez y de manera impredecible cambiar los cinturones de radiación. Son básicamente nunca en equilibrio, pero en un estado constante de cambio. "

De hecho, los científicos se dieron cuenta de que los cinturones no tienen ni siquiera cambian constantemente en respuesta a lo que parecen ser estímulos similares. Algunas tormentas solares causaron los cinturones de intensificar, mientras que otros hicieron que los cinturones que se agotan, y algunos parecían tener casi ningún efecto en absoluto. Tales efectos dispares de eventos aparentemente similares sugieren que esta región es mucho más misterioso que se pensaba. Para entender - y, finalmente, predecir - que las tormentas solares se intensificarán los cinturones de radiación, los científicos quieren saber dónde está la energía que acelera las partículas viene.

Los gemelos Van Allen Las sondas fueron diseñados para distinguir entre dos amplias posibilidades en los procesos que aceleran las partículas a velocidades tan sorprendentes: la aceleración radial o aceleración local. En aceleración radial, las partículas son transportadas perpendicular a los campos magnéticos que rodean la Tierra, desde las zonas de baja intensidad magnética lejos de la Tierra a las zonas de alta intensidad magnética cercana a la Tierra. Las leyes de la física dictan que las velocidades de las partículas en este escenario se acelerará cuando aumenta la intensidad del campo magnético. Así que la velocidad aumentaría a medida que se mueven las partículas hacia la Tierra, tanto la forma de una roca rodando por la colina gana velocidad, simplemente debido a la gravedad. Los depósitos locales teoría de aceleración que las partículas ganan energía de una fuente de energía local más similar a la forma en que el agua del océano caliente genera un huracán por encima de ella.