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Cintura di Van Allen: scoperta una terza fascia

Due fasce di radiazioni, note come fasce di Van Allen, che circondano la Terra, sono state scoperte nel 1958. Nel 2012,le osservazioni delle sonde Van Allen hanno dimostrato che talvolta può apparire una terza fascia. In giallo viene qui raffigurata la radiazione, in verde lo spazio tra le fasce. (fonte: NASA. Goddard Space Flight Center)

Due fasce di radiazioni, note come fasce di Van Allen, che circondano la Terra, sono state scoperte nel 1958. Nel 2012,le osservazioni delle sonde Van Allen hanno dimostrato che talvolta può apparire una terza fascia. In giallo viene qui raffigurata la radiazione, in verde lo spazio tra le fasce. (fonte: NASA. Goddard Space Flight Center)

Le sonde della missione Van Allen della NASA hanno scoperto una terza cintura di radiazioni, finora sconosciuta, che rivela l’esistenza di strutture e processi inaspettati.

Le precedenti osservazioni sulle fasce di Van Allen hanno sempre documentato l’esistenza di due distinte regioni, o fasce di radiazioni, che circondano il nostro pianeta. Ora, ne spunta una nuova.

E’ stato mediante gli strumenti di rilevazione di particelle installati a bordo delle sonde gemelle Van Allen, lanciate il 30 agosto 2012, che gli scienziati hanno scoperto l’esistenza di una nuova, anche se transitoria, terza fascia di radiazioni.

Perché transitoria? Al primo soffio di vento solare, la fascia si è dissolta.

Le fasce, che hanno preso il nome dal loro scopritore, James Van Allen, sono regioni particolari per noi terrestri, condizionati come siamo dalle tante tecnologie spaziali.

Queste fasce risentono infatti degli effetti delle tempeste solari che possono danneggiare le trasmissioni satellitari, le comunicazioni GPS o quelle tra i cosmonauti e le basi a Terra in occasione di missioni spaziali.

“Le funzionalità delle avanzate tecnologie delle sonde Van Allen hanno permesso agli scienziati di osservare con un dettaglio senza precedenti come le fasce di radiazioni siano formate di particelle cariche, forniscano informazioni  su ciò che le induce a cambiare e come questi processi influenzino la zona più esterna dell’atmosfera terrestre”, ha dichiarato John Grunsfeld, amministratore associato della NASA per le Scienze a Washington.

Questa scoperta dimostra la natura dinamica delle fasce di radiazioni e migliora la nostra comprensione di come queste rispondono all’attività solare.

I risultati delle osservazioni sono stati pubblicati sulla rivista Science.

Le nuove osservazioni ad alta risoluzione eseguite con lo strumento Relativistic Electron Proton Telescope (REPT), installato a bordo delle sonde, hanno rivelato l’esistenza di tre distinte strutture “di lunga durata” delle cinture, con una regione di spazio vuoto nel mezzo.

Rappresentazione schematica delle fasce di Van Allen (fonte: John Hopkins University)

Rappresentazione schematica delle fasce di Van Allen (fonte: John Hopkins University)

“Questa è la prima volta che abbiamo avuto strumenti a risoluzione così elevata per osservare tempo, spazio ed energia della cintura esterna”, ha dichiarato Daniel Baker, autore principale dello studio e capo del REPT presso il Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) dell’Università del Colorado, Boulder.

“Le precedenti osservazioni della cintura di radiazioni più esterna la mostravano come un unico elemento sfocato. Quando abbiamo acceso il REPT, appena due giorni dopo il lancio, un potente evento di accelerazione degli elettroni era già in corso e abbiamo visto chiaramente la nuova cintura e lo spazio tra questo e le altre cinture”.

Gli scienziati hanno avuto modo di osservare questa terza fascia per quattro settimane prima che questa venisse annientata da parte di una potente onda d’urto interplanetaria di origine solare.

Struttura “classica” delle fasce di Van Allen (a sinistra) e nuova struttura rilevata dalle sonde (a destra)

Struttura “classica” delle fasce di Van Allen (a sinistra) e nuova struttura rilevata dalle sonde (a destra)

Le osservazioni sono state fatte da scienziati di varie strutture: dal LASP dell’Università del Colorado al NASA Space Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland; dal Los Alamos National Laboratory, New Mexico all’Istituto per lo studio della Terra, Oceani e Spazio dell’Università del New Hampshire, a Durham.

Ogni sonda di Van Allen porta con sé un insieme identico di cinque apparati di strumenti che permettono agli scienziati di raccogliere dati sulle fasce con dettagli senza precedenti. I dati sono importanti per lo studio degli effetti della meteorologia spaziale sulla Terra, così come sui processi chimici fondamentali osservati intorno ad altri oggetti, quali i pianeti del nostro sistema solare o le nebulose più lontane.

“Anche 55 anni dopo la loro scoperta, le fasce di radiazione di Van Allen sono ancora in grado di stupirci e racchiudono ancora misteri da scoprire e spiegare”, ha detto Nicky Fox, scienziato responsabile del Progetto Sonde di Van Allen del Laboratorio di Fisica applicata presso la John Hopkins University di Laurel, Maryland. “Noi pensavamo di conoscere le fasce di radiazioni, ma non è così. I progressi della tecnologia e le rilevazioni fatte dalla NASA in questa missione hanno però già avuto un impatto quasi immediato sulla scienza di base. E questo è un fatto che lascia ben sperare”.

Leonardo Debbia
22 marzo 2013

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