(Translated by https://www.hiragana.jp/)
Cinturó de Van Allen - Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure Vés al contingut

Cinturó de Van Allen

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
Cinturó de van Allen

El cinturó (o cinyell) de Van Allen (o també cinturons de radiació de Van Allen) és una zona de partícules d'alta energia que envolta la Terra a una gran altitud i forma un gran cinturó, en el que és la magnetosfera terrestre; les partícules que constitueixen el cinturó de Van Allen són electrons i protons de gran energia. La trobada d'aquestes partícules amb les molècules de l'alta atmosfera terrestre és l'origen de les aurores polars.

S'anomena així en honor del James Van Allen, a qui sovint se li atribueix el seu descobriment.[1] Van Allen i el seu equip el van descriure l'any 1958 a partir de les dades proporcionades pels satèl·lits artificials.[2] Els instruments a bord del satèl·lit Sputnik 2 havien mesurat correctament els efectes magnètics d'aquesta zona, però no van ser rebuts i, per tant, divulgats per l'antiga URSS. L'equip de Van Allen sí que ho pogué fer a partir de les mesures efectuades amb els comptadors Geiger embarcats en els satèl·lits de l'Explorer 1 i l'Explorer 3.

És una àrea en forma d'anell de superfície toroïdal en la qual gran quantitat de protons i electrons altament energètics s'estan movent en espiral entre els pols magnètics del planeta. Els electrons formen dos cinturons de radiació, mentre que els protons formen un únic cinturó. Dins d'aquestes dues zones circulars, les partícules poden penetrar al voltant d'1 g/cm² d'un blindatge (p. ex., 1 mil·límetre de plom).[3] Per això, s'estructura en dos nivells:

  • El cinturó interior, que està a uns 1.000 km per sobre de la superfície de la Terra i s'estén per sobre dels 5.000 km.
  • El cinturó exterior, que s'estén des d'aproximadament 15.000 km fins als 20.000 km

Descobriment[modifica]

Kristian Birkeland, Carl Størmer, Nicholas Christofilos i Enrico Medi havien investigat la possibilitat que les partícules carregades atrapades abans de l'Era espacial.[4] El segon satèl·lit soviètic Spútnik 2 que tenia detectors dissenyats per Sergei Vernov,[5] seguit dels satèl·lits nord-americans Explorer 1 i Explorer 3,[6] van confirmar l'existència del cinturó a principis de 1958, anomenades en honor a James Van Allen de la Universitat d'Iowa.[1] La radiació atrapada va ser cartografiada per primera vegada per l'Explorer 4, el Pioneer 3 i el Luna 1.

El terme cinturons de Van Allen es refereix específicament als cinturons de radiació que envolten la Terra; tanmateix, s'han descobert cinturons de radiació similars al voltant d'altres planetes. El Sol no admet cinturons de radiació a llarg termini, ja que no té un camp dipolar global estable. L'atmosfera terrestre limita les partícules dels cinturons a regions superiors als 200–1.000 km,[7] mentre que els cinturons no s'estenen més enllà dels 8 radis terrestre RE.[7] Els cinturons estan confinats a un volum que s'estén uns 65°[7] a banda i banda de l'equador celeste.

Recerca[modifica]

Cinturons de radiació variable de Júpiter

La missió Van Allen Probes de la NASA té com a objectiu entendre (fins al punt de la predictibilitat) com les poblacions d'electrons relativistes i ions a l'espai es formen o canvien en resposta als canvis en l'activitat solar i el vent solar. Els estudis finançats per l'Institut de Conceptes Avançats de la NASA han proposat culleres magnètiques per recollir antimatèria que es troba de manera natural als cinturons de Van Allen de la Terra, tot i que es calcula que només hi ha uns 10 micrograms d'antiprotonss a tot el cinturó.[8]

La missió Van Allen Probes es va llançar amb èxit el 30 d'agost de 2012. La missió principal estava programada per durar dos anys i s'esperava que els consumibles en duressin quatre. Les sondes es van desactivar el 2019 després de quedar-se sense combustibles i s'espera que deixin d'orbitar durant la dècada de 2030.[9] El Centre de vol espacial Goddard de la NASA gestiona el programa Living With a Star, del qual les sondes Van Allen eren un projecte, juntament amb el Solar Dynamics Observatory (SDO). El Laboratori de Física Aplicada va ser el responsable de la implementació i la gestió d'instruments per a les sondes Van Allen.[10]

Hi ha cinturons de radiació al voltant d'altres planetes i llunes del sistema solar que tenen camps magnètics prou potents com per mantenir-los. Fins ara, la majoria d'aquests cinturons de radiació han estat poc cartografiats. El programa Voyager (és a dir, Voyager 2) només va confirmar nominalment l'existència de cinturons similars al voltant d'Urà i Neptú.

Les tempestes geomagnètiques poden fer que la densitat d'electrons augmenti o disminueixi amb relativa rapidesa (és a dir, aproximadament un dia o menys). Els processos a llarg termini determinen la configuració general de les corretges. Després que la injecció d'electrons augmenti la densitat d'electrons, sovint s'observa que la densitat d'electrons decau exponencialment. Aquestes constants de temps de decadència s'anomenen "temps de vida". Les mesures de l'espectròmetre d'ions d'electrons magnètics (MagEIS) de Van Allen Probe B mostren llargs temps de vida d'electrons (és a dir, més de 100 dies) al cinturó interior; s'observen temps de vida d'electrons curts, d'un o dos dies a la "ranura" entre els cinturons; i al cinturó exterior es troben temps vides d'electrons depenent de l'energia d'entre cinc i vint dies.[11]

Referències[modifica]

  1. ↑ 1,0 1,1 Associated Press «'Doughnuts' of radiation ring earth in space». Victoria Advocate. Associated Press [(Texas)], December 28, 1958, p. 1A.
  2. ↑ "Cinyell de Van Allen", article a la Gran Enciclopèdia Catalana.
  3. ↑ Wilmot Hess (1968): The radiation belt and magnetosphere, Waltham, Mass.: Blaisdell, 1968
  4. ↑ Stern, David P.; Peredo, Mauricio. «Trapped Radiation—History». The Exploration of the Earth's Magnetosphere. NASA/GSFC. [Consulta: 28 abril 2009].
  5. ↑ Dessler, A. J. «The Vernov Radiation Belt (Almost)» (en anglès). Science, vol. 226, 4677, 23-11-1984, pàg. 915–915. DOI: 10.1126/science.226.4677.915. ISSN: 0036-8075.
  6. ↑ Li, W.; Hudson, M.K. «Earth's Van Allen Radiation Belts: From Discovery to the Van Allen Probes Era». J. Geophys. Res., vol. 124, 11, 2019, pàg. 8319–8351. Bibcode: 2019JGRA..124.8319L. DOI: 10.1029/2018JA025940.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 Walt, Martin. Introduction to Geomagnetically Trapped Radiation. Cambridge; New York: Cambridge University Press, 2005. ISBN 978-0-521-61611-9. OCLC 63270281. 
  8. ↑ Bickford, James. «Extraction of Antiparticles Concentrated in Planetary Magnetic Fields». NASA/NIAC. [Consulta: 24 maig 2008].
  9. ↑ «RBSP Launches Successfully—Twin Probes are Healthy as Mission Begins». NASA, August 30, 2012. Arxivat de l'original el 2019-12-14. [Consulta: 2 setembre 2012].
  10. ↑ «Construction Begins!». The Van Allen Probes Web Site. The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, January 2010. Arxivat de l'original el 2012-07-24. [Consulta: 27 setembre 2013].
  11. ↑ Claudepierre, S. G.; Ma, Q.; Bortnik, J.; O'Brien, T. P.; Fennell, J. F.; Blake, J. B. «Empirically Estimated Electron Lifetimes in the Earth's Radiation Belts: Van Allen Probe Observations». Geophysical Research Letters, vol. 47, 3, 2020, pàg. e2019GL086053. Bibcode: 2020GeoRL..4786053C. DOI: 10.1029/2019GL086053. PMC: 7375131. PMID: 32713975.

Vegeu també[modifica]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Cinturó de Van Allen

Enllaços externs[modifica]

  • "Cinyells de radiació", en istp.gsfc.nasa.gov (anglès).
  • "Cinyell de van Allen", en Astromia.com (castellà).
Obtingut de «https://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Cinturó_de_Van_Allen&oldid=33629883»