O Cinturão de Van Allen é uma região onde ocorrem vários fenômenos atmosféricos devido a concentrações de partículas no campo magnético terrestre, descobertas em 1958 por James Van Allen, que elaborou um experimento de raios cósmicos embarcado na sonda americana Explorer 1, lançada em janeiro de 1958.As radiações de Van Allen não ocorrem, salvo em raras exceções, nos polos, e sim na região equatorial. Estas formam dois cinturões em forma de anéis, com centro no equador.
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O mais interno se estende entre as altitudes de mil e cinco mil quilômetros, sua intensidade máxima ocorrendo em média aos três mil quilômetros. Consiste de prótons altamente energéticos, que se originam pelo decaimento de nêutrons produzidos quando raios cósmicos vindos do espaço exterior colidem com átomos e moléculas da atmosfera terrestre. Parte dos nêutrons é ejetada para fora da atmosfera e se desintegra em prótons e elétrons ao atravessar esta região do cinturão. Essas partículas se movem em trajetórias espirais ao longo de linhas de força do campo magnético terrestre.
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O segundo cinturão, que fica situado entre 15.000 e 25.000 km, contém partículas eletricamente carregadas de origem tanto atmosférica quanto solar. São principalmente íonshélio trazidos pelo vento solar. As partículas mais energéticas deste são elétrons cuja energia atinge várias centenas de milhares de elétrons-volt. Os prótons são muito menos energéticos do que os do primeiro cinturão, porém seu fluxo é mais intenso.
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Via de regra, não existe entre os dois cinturões uma delimitação; eles fundem-se em altitudes variáveis. Durante os períodos de intensa atividade solar, grande parte das partículas eletricamente carregadas vindas do Sol consegue romper a barreira formada pelos cinturões de radiação de Van Allen. Ao atingir a alta atmosfera produzem os fenômenos de auroras polares e as tempestades magnéticas.
Em busca de uma explicação para o escudo antirradiação, a equipe está centrando as atenções na plasmafera (em roxo), uma nuvem de gás carregado que circunda a Terra. [Imagem: NASA/Goddard]
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Radiação cósmica
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Cientistas de uma missão da NASA se dizem perplexos com o que acabam de descobrir: um escudo antirradiação em torno da Terra que é uma verdadeira “barreira impenetrável no espaço” – ao menos para partículas cósmicas de alta energia.
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Os cinturões de Van Allen, anéis de partículas carregadas mantidos pelo campo magnético da Terra, são conhecidos há décadas. Mais recentemente, as duas sondas gêmeas Van Allen (a missão originalmente se chamava RBSP (Radiation Belt Storm Probes) descobriram um novo cinturão de radiação ao redor da Terra.
Mas o que estas mesmas sondas descobriram agora é diferente.
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Embora os cinturões de Van Allen protejam a Terra de grande parte da radiação espacial, os cientistas acreditavam que a radiação mais forte, consistindo de elétrons de energia muito alta, só era barrada aos poucos, conforme as partículas se aproximavam e colidiam com os átomos da atmosfera.
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Escudo protetor da Terra
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O que os instrumentos das duas sondas revelaram é algo bem diferente: há um verdadeiro “escudo invisível” nas imediações dos cinturões de Van Allen que simplesmente não permite a penetração dos elétrons de alta energia – a radiação mais perigosa não apenas para os satélites de comunicação e para os astronautas em órbita da Terra, mas também para a própria vida na superfície.
“Esta barreira contra elétrons ultrarrápidos é uma característica surpreendente dos anéis. Nós fomos capazes de estudá-la pela primeira vez porque nós nunca havíamos feito uma medição precisa desses elétrons de alta energia,” disse Daniel Baker, da Universidade do Colorado, que chamou a nova barreira protetora de “escudo invisível tipo Jornada nas Estrelas”.
É quase como se esses elétrons estivessem batendo em uma parede de vidro no espaço. Mais ou menos como os escudos criados por campos de força em Jornada nas Estrelas eram usados para repelir armas alienígenas, estamos vendo um escudo invisível bloqueando esses elétrons. É um fenômeno extremamente intrigante,” disse Baker.
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Partículas espaciais
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Ainda não há uma explicação sobre o que e como se forma essa barreira protetora.
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A equipe já descartou a ação do campo magnético terrestre que mantém os anéis antirradiação já conhecidos – os elétrons de alta energia são bloqueados à mesma altitude mesmo em pontos onde o campo magnético da Terra é mais fraco -, bem como as ondas eletromagnéticas das transmissões de dados feitas pelo homem e o formato muito pronunciado dos anéis de radiação, que também foi descoberto pelas sondas Van Allen.
Segundo nota emitida pela NASA sobre a descoberta, a explicação mais provável para a constituição do “escudo invisível” são outras “partículas espaciais” ainda desconhecidas ou não detectadas.
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