Particules relativistes dans les missions de la NASA

Particules relativistes dans les missions de la NASA

L’environnement terrestre est constitué de deux anneaux géants appelés ceintures de radiation de Van Allen. Ce sont des ions et des électrons puissants. Divers processus peuvent accélérer ces particules à des vitesses relativistes qui menacent le vaisseau spatial. Par conséquent, il est préférable de ne pas tomber dans ces bandes d'échelle de rayons destructeurs. Auparavant, les chercheurs avaient identifié des facteurs spécifiques pouvant entraîner le fait que des particules dans les courroies seraient fortement activées, sans toutefois en déduire la cause dominante.

De nouvelles recherches de la mission THEMIS ont permis de comprendre ce qui se passe. Le principal responsable est l'accélération locale causée par les ondes électromagnétiques, également appelées ondes «chorales». Ils ressemblent à des oiseaux qui gazouillent et accélèrent les particules. L'établissement de la cause fondamentale des améliorations apportées à la ceinture de radiation fournit des informations essentielles pour les modèles de prévision du temps qu'il fera qui protégeront nos technologies spatiales.

Dans le champ magnétique de fond représenté par les flèches bleues, deux électrons se propagent vers la droite, effectuant une gyromotion identique. L’onde électromagnétique polarisée circulaire se rapproche de l’électron supérieur gauche L'excitation des particules dans les courroies de Van Allen s'explique par deux raisons principales: la diffusion radiale et l'accélération locale. La diffusion radiale, qui se produit souvent pendant la tempête solaire, est un afflux massif de particules, d'énergie et de champs magnétiques du soleil pouvant modifier notre environnement cosmique.

Mais les scientifiques ont constaté que l’accélération locale provoquée par les particules en contact avec les ondes de champs électriques et magnétiques fluctuants peut également fournir de l’énergie aux particules. Une nouvelle étude a montré que ces interactions des particules d'onde sont responsables de l'apport d'énergie aux particules autour de la Terre pendant 87% du temps.

Les chercheurs ont compris que l’accélération locale fonctionnait, car ils avaient observé des montagnes de particules d’énergie croître à un endroit. Cela prédit un mécanisme d'accélération locale, plutôt que de glisser sur la Terre sous forme de diffusion.

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