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O estudo ajuda na compreensão de partículas invisíveis, mas poderosas
Em um estudo publicado cientistas observaram partículas carregadas interagindo com um tipo de onda de rádio chamada 'EMIC '- uma onda gerada nos cinturões de radiação da Terra (anéis invisíveis de partículas carregadas orbitando a Terra).
Por Ellie Rowley - 26/05/2021


Uma representação artística com seção em corte dos dois donuts gigantes de radiação, chamados de Van Allen Belts, que circundam a Terra. Crédito: NASA / Goddard Space Flight
Center / Scientific Visualization Studio

Minúsculos elétrons e prótons carregados que podem danificar satélites e alterar o ozônio revelaram alguns de seus mistérios aos cientistas da Universidade de Otago.

Em um estudo publicado na Geophysical Research Letters , o grupo observou partículas carregadas interagindo com um tipo de onda de rádio chamada "EMIC '- uma onda gerada nos cinturões de radiação da Terra (anéis invisíveis de partículas carregadas orbitando a Terra).

O autor principal, Dr. Aaron Hendry, do Departamento de Física, diz que é importante entender como essas ondas afetam os cinturões - que estão cheios de satélites caros e importantes - e o clima da Terra.

"Muito parecido com a atmosfera da Terra, a magnetosfera da Terra - a região ao redor da Terra onde nosso campo magnético é mais forte que o do Sol - às vezes experimenta fortes 'tempestades" ou períodos de alta atividade. Essas tempestades podem causar mudanças significativas no número de partículas nos cinturões de radiação e podem acelerar algumas delas a velocidades muito altas , tornando-as um perigo para nossos satélites. Saber quantas dessas partículas existem, bem como a velocidade com que se movem, é muito importante para nós, para que possamos garantir que nossos satélites continuem funcionando.

“A atividade dentro dos cinturões de radiação às vezes pode fazer com que as órbitas dessas partículas mudem. Se essas mudanças levarem as partículas a um nível baixo o suficiente para atingir a alta atmosfera da Terra , elas podem atingir o ar denso, perder toda a sua energia e sair da órbita.

"Ondas EMIC são conhecidas por serem capazes de causar essas mudanças e conduzir a perda de partículas dos cinturões de radiação. Além de causar lindas exibições de luz que chamamos de aurora, essa chuva de partículas também pode causar mudanças químicas complexas na atmosfera superior que pode, por sua vez, causar pequenas, mas importantes, alterações na quantidade de ozônio presente na atmosfera.

"Embora essas mudanças sejam pequenas, entendê-las é muito importante para entender corretamente como funciona a química da atmosfera, como está mudando ao longo do tempo e o impacto que tem no clima", diz o Dr. Hendry.

Para seu último estudo, os pesquisadores usaram dados de satélites GPS para observar quantos elétrons as ondas EMIC podem atingir a atmosfera da Terra.

Uma regra geral nos cinturões de radiação é que, em velocidades mais lentas , você tem muito mais elétrons. Portanto, se a velocidade mínima da interação da onda EMIC for reduzida, haverá muito mais elétrons ao redor para interagir com as ondas.

Observando os dados de satélites que monitoram quantos elétrons existem nas faixas de radiação e a velocidade com que estão indo, os pesquisadores conseguiram mostrar que é possível ver o número de elétrons nas faixas de radiação diminuir significativamente quando as ondas EMIC estão por aí.

"É empolgante que também vimos mudanças no número de elétrons em velocidades significativamente menores do que a velocidade mínima 'aceita' atual. Isso significa que a EMIC pode afetar um número muito maior de elétrons do que pensávamos ser possível. Claramente, precisamos repensar como estamos modelando essa interação e o impacto que ela tem nos cinturões de radiação. Há muitos elétrons nos cinturões de radiação, então ser capaz de lançar o suficiente deles na atmosfera para fazer uma mudança perceptível é bastante notável.

"Isso mostrou que precisamos levar essas ondas EMIC em consideração quando pensamos em como os cinturões de radiação mudam com o tempo e como essas mudanças no cinturão de radiação afetam o clima da Terra."

O Dr. Hendry diz que o impacto dos elétrons acionados pela EMIC na química atmosférica não está sendo incluído nos principais modelos climáticos, que tentam prever como o clima da Terra mudará ao longo do tempo, portanto, certificar-se de que esse processo seja compreendido e incluído nesses modelos é muito importante.

"As mudanças são muito pequenas em comparação com coisas como o impacto humano no clima, mas precisamos entender o quadro completo para entender corretamente como tudo se encaixa."

 

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