Os Cinturões de Van Allen

   Foi no início do ano de 1958 que duas sondas americanas foram lançadas ao espaço interplanetário, tendo à bordo experimentos de raios cósmicos, elaborados por James Van Allen e seus estudantes de graduação. A partir da análise dos dados dessas sondas, foram descobertas duas regiões na magnetosfera terrestre, contendo uma grande quantidade de partículas eletricamente carregadas; tais regiões têm um formato de rosca em torno da seção equatorial da Terra, e foram denominadas por Cinturões de Van Allen, em homenagem a seu descobridor.

   Os Cinturões “aprisionam” as partículas carregadas devido ao campo magnético terrestre; o princípio é o seguinte: toda partícula eletricamente carregada sofre a ação de uma força quando passa com certa velocidade e orientação (antiparalela) por um campo magnético; a configuração do campo magnético da Terra é tal que aprisiona essas partículas na região dos Cinturões. Algo interessante de se notar é que o funcionamento dos Cinturões é similar ao de aceleradores de partículas aqui na Terra, sendo que o fato das regiões entre aqueles terem menos partículas carregadas é devido à geometria favorável a acelerá-las (por meio da absorção de ondas de energia) a ponto de serem “ejetadas” a altíssimas velocidades.

   55 anos depois, em 2012, uma descoberta ocorreu: durante a realização da segunda missão do programa Living With a Star – LWS – (tradução literal: Vivendo Com uma Estrela), da NASA, na qual duas sondas gêmeas – as Van Allen Probes (tradução literal: Sondas Van Allen) – foram lançadas, foi detectada a presença de um terceiro cinturão.

   O objetivo da missão era estudar os dois Cinturões já conhecidos, mas, devido a uma afortunada coincidência, uma detecção inesperada ocorreu. Os cientistas responsáveis pela missão decidiram ligar um dos equipamentos, o REPT (Relativistic Electron Proton Telescope), um pouco antes do planejado, para contribuir com os dados de outra missão – a SAMPEX (Solar, Anomalous, and Magnetospheric Particle Explorer) – que logo sairia de órbita.

   A coincidência foi que, poucos dias antes do REPT ser ativado, uma atividade solar lançou energia na forma de ondas de choque e radiação em direção à Terra, atividade esta medida por aquele. Desde o primeiro dia de operação do REPT, em 1º de setembro, uma nova configuração das partículas carregadas foi medida pelas sondas, mostrando a formação de um terceiro Cinturão.

   De primeira mão, os cientistas consideraram a possibilidade de haver algum erro nos equipamentos, mas os dados persistiram por 4 semanas seguidas, até que uma nova atividade solar foi detectada, seguida da aniquilação do terceiro Cinturão.

   Os teóricos acreditam que há uma ligação direta entre a atividade solar detectada e a aparição da nova configuração de partículas, bem como da aniquilação destas; todavia, o mecanismo dinâmico à respeito das regiões aqui discutidas ainda é parcialmente um mistério, pois tais atividades solares já foram detectadas antes, e efeitos totalmente diferentes foram medidos nos cinturões. Independentemente disso, a descoberta será de grande valia para o estudo dos Cinturões de Van Allen. O estudo, feito em 2012, foi publicado na revista Science, em 2013.

Texto por: Bruno Henrique Lisenko Ribeiro.