Autour de la Terre se trouvent deux énormes anneaux, appelés ceintures de radiation de Van Allen, d'ions et d'électrons hautement énergisés. Divers processus peuvent accélérer ces particules à des vitesses relativistes, qui mettent en danger les vaisseaux spatiaux assez malchanceux pour entrer dans ces bandes géantes de radiations nocives. Les scientifiques avaient précédemment identifié certains facteurs qui pourraient rendre les particules dans les ceintures hautement énergisées, mais ils n'avaient pas su quelle cause domine.
Maintenant, avec de nouvelles recherches de la NASA Van Allen Probes et Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms-THEMIS-missions, Publié dans Lettres de recherche géophysique , le verdict est tombé. Le principal coupable est un processus connu sous le nom d'accélération locale, causées par des ondes électromagnétiques appelées ondes de chorus. Nommé d'après leurs tons ascendants caractéristiques, rappelant le chant des oiseaux, les ondes de chorus accélèrent les particules en les poussant comme une main ferme poussant à plusieurs reprises une balançoire. Ce processus n'était pas une théorie largement acceptée avant la mission Van Allen Probes.
Établir la cause principale des améliorations de la ceinture de rayonnement fournit des informations clés pour les modèles qui prévoient la météo spatiale et protègent ainsi notre technologie dans l'espace.
"Nous avons eu des études dans le passé qui regardent des événements individuels, nous savions donc que l'accélération locale allait être importante pour certains des événements, mais je pense que c'était une surprise à quel point l'accélération locale était importante, " a déclaré Alex Boyd, auteur principal et chercheur au New Mexico Consortium, Los Alamos, Nouveau Mexique. "Les résultats abordent enfin cette principale controverse que nous avons au sujet des ceintures de radiations depuis un certain nombre d'années."
Il existe deux causes principales d'excitation des particules dans les ceintures de Van Allen :la diffusion radiale et l'accélération locale. Diffusion radiale, qui se produit souvent pendant les tempêtes solaires - afflux géants de particules, l'énergie et les champs magnétiques du Soleil, qui peut altérer notre environnement spatial - rapproche lentement et à plusieurs reprises les particules de la Terre, où ils tirent de l'énergie des champs magnétiques qu'ils rencontrent. De nombreux scientifiques pensaient depuis longtemps que c'était le principal, ou même seulement, cause de la mise sous tension.
Cependant, au début de sa mission, les sondes de Van Allen ont montré que l'accélération locale, qui est causé par des particules interagissant avec des ondes de champs électriques et magnétiques fluctuants peuvent également fournir de l'énergie aux particules. La nouvelle recherche, qui a porté sur près d'une centaine d'événements sur près de cinq ans, montre que ces interactions onde-particule sont responsables de l'énergie des particules autour de la Terre 87 pour cent du temps.
Les scientifiques savaient que l'accélération locale était à l'œuvre car ils ont observé des montagnes de particules énergétiques se développer en un seul endroit, comme le prédit le mécanisme d'accélération locale, plutôt que de glisser vers la Terre comme le ferait la diffusion.
C'est un pourcentage important pour un processus qui n'était pas perçu comme un candidat solide il y a encore cinq ans. "La diffusion radiale est certainement importante pour les ceintures de radiation, mais les interactions onde-particule sont beaucoup plus importantes que nous ne le pensions, " a déclaré Geoff Reeves, co-auteur au New Mexico Consortium.
