Relâmpagos atingem Terra poderia fazer chover “elétrons assassinos” ultraquentes ao redor do nosso planeta, de acordo com uma nova pesquisa de cientistas da Universidade do Colorado em Boulder. Devido a este resultado, a equipe sugere que o clima espacial e a Terra possam se unir para jogar “pinball cósmico”.
A descoberta foi feita quase por acaso, enquanto a equipe estudava dados de satélite que mostravam que elétrons “quentes” de alta energia e alta velocidade poderiam ser desalojados do cinturão de radiação interno – uma região de partículas carregadas enroladas em nosso planeta e mantidas no lugar por A bolha magnética protetora da Terra, conhecida como magnetosfera.
Esta pesquisa poderia ajudar os cientistas a proteger satélites e outros instrumentos em órbita contra danos e ajudar a proteger os astronautas de radiação potencialmente letal em futuras missões espaciais. Também sugere que o clima espacial e o clima da Terra estão mais interligados do que se suspeitava anteriormente.
“Essas partículas são as assustadoras ou o que algumas pessoas chamam de ‘elétrons assassinos’. Eles podem penetrar metal em satélites, atingir placas de circuito e podem ser cancerígenos se atingirem uma pessoa no espaço”, disse Max Feinland, líder da equipe e pesquisador da Universidade do Colorado em Boulder. disse em um comunicado.
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Elétrons assassinos carregam!
Enrolados em torno da Terra estão dois cinturões de partículas de alta energia presas, mantidas no lugar pela magnetosfera. Estes são conhecidos como cinturões de radiação de Van Allen.
Os elétrons assassinos correm através desses cinturões quase no velocidade da luzcarregando consigo uma grande quantidade de energia. Estas partículas não só podem penetrar na blindagem do satélite, mas também podem causar raios microscópicos que podem danificar – ou mesmo destruir – componentes vitais e delicados da nave espacial.
Considera-se que a região interna dos cinturões começa a uma altitude de cerca de 600 milhas (966 quilômetros) acima da Terra, enquanto a camada externa começa a cerca de 12.000 milhas (19.312 km) acima da superfície do nosso planeta.
Os cinturões de Van Allen servem como uma barreira frouxa entre a atmosfera da Terra e seu ambiente espacial. Eles também são dinâmicos, capazes de se mover e mudar. Os cientistas já sabem há algum tempo que partículas carregadas podem cair do cinturão de radiação externo em direção à Terra. Partículas de baixa energia, ou “frias”, também foram detectadas caindo do cinturão de radiação interno mais estável.
Este é o primeiro indício de que partículas carregadas de alta energia também podem “chover” do cinturão interno, que era considerado mais estável. É também o primeiro indício de que esta “chuva de elétrons” pode ser desencadeada por um raio.
“O clima espacial é realmente impulsionado tanto de cima quanto de baixo”, disse Lauren Blum, membro da equipe, do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial (LASP) da CU Boulder, no comunicado. “Normalmente, o cinturão interno é considerado meio chato. É estável. Está sempre lá.”
A equipe teoriza que quando um relâmpago atinge o céu da Terra, ondas de rádio são lançadas em direção ao espaço. Se essas ondas de rádio atingirem elétrons nos cinturões de radiação ao redor do nosso planeta, elas podem agitar elétrons soltos, causando “precipitação de elétrons induzida por raios” ou “chuva de elétrons”.
Ao analisar dados de NASAestá agora desativado Explorador de partículas solares, anômalas e magnetosféricas (SAMPEX), Feinland viu “aglomerados” de elétrons de alta energia movendo-se através do cinturão de radiação interno da Terra. Ele levou essas observações a Blum, que lhe disse: “Não é onde deveriam estar.”
Pinball cósmico
Investigando isto mais a fundo, a dupla identificou 45 surtos de electrões de alta energia nas cinturas de radiação internas que ocorreram na década entre 1996 e 2006. Feinland comparou então estes dados com registos de relâmpagos na América do Norte. O que surgiu foi uma correlação entre a queda de raios e os picos de elétrons, que ocorreram cerca de um segundo depois que o raio atingiu o solo.
A equipe pensa que quando um raio cai, inicia-se um jogo frenético de pinball que abrange toda a Terra. As ondas de rádio desencadeadas ondulam para cima no espaço, atingindo os elétrons no cinturão de radiação interno.
Isso funciona como um recurso de “adicionar bola” neste jogo figurativo de pinball, soltando elétrons que saltam caoticamente entre os hemisférios norte e sul da Terra. Esta fase do processo dura apenas 0,2 segundos. Alguns dos elétrons que viajam freneticamente entre os hemisférios norte e sul do nosso planeta caem então na nossa atmosfera.
“Você tem uma grande bolha de elétrons que salta e depois retorna e salta novamente”, disse Blum. “Você verá este sinal inicial e ele desaparecerá.”
Blum, Feinland e colegas não sabem atualmente com que frequência ocorrem esses episódios de “chuvas de elétrons assassinas”. Uma teoria é que eles são mais comuns durante os períodos em que o Sol está especialmente ativo e emite mais elétrons de alta energia na Terra para serem capturados pela magnetosfera e reabastecerem os cinturões de Van Allen.
A pesquisa da equipe foi publicada em 8 de outubro na revista Comunicações da Natureza.
Postado originalmente em Espaço.com.