Le due navicelle gemelle van Allen, conosciute in origine come Radiation Belt Storm Probes (RBSP), stanno per terminare la loro missione primaria di due anni, dato che sono state lanciate il 30 agosto 2012. Esse stanno ancora raccogliendo dati nelle fasce di van Allen, due anelli – uno interno e uno esterno – di particelle elettricamente cariche creati dal campo magnetico della Terra che circondano l’equatore. Un articolo appena pubblicato on line e successivamente su carta in “Physical Review Letters” illustra il meccanismo di accelerazione degli elettroni nelle fasce di van Allen.
Le sonde van Allen sono state costruite anche con lo scopo di comprendere i meccanismi che stanno dietro l’accelerazione e il trasporto di elettroni nelle fasce di van Allen. In particolare, la fascia esterna è quella più instabile con i suoi continui cambi di forma, dimensioni e composizione, fenomeni ancora non ben compresi.
Alcune delle particelle nella fascia esterna vengono accelerate fino a raggiungere velocità vicine a quelle della luce. Una recente analisi dei dati raccolti dalle sonde van Allen da un gruppo di scienziati guidato da Forrest Mozer dell’Università della California a Berkeley ha permesso di comprendere meglio questo processo.
Secondo Forrest Mozer e i suoi colleghi, l’accelerazione degli elettroni avviene in due fasi. Un primo processo eleva l’energia delle particelle fino a raggiungere qualche migliaio di elettronvolt. Questo meccanismo iniziale è alimentato da brevi impulsi del campo elettrico locale che si propagano parallelamente alle linee del campo magnetico delle fasce di van Allen. La traiettoria delle particelle è determinata dalla geometria del campo magnetico.
Nella seconda fase, l’interazione tra elettroni e onde elettromagnetiche di plasma ne causano un’ulteriore accelerazione che le portano a raggiungere energie dell’ordine dei megaelettronvolt. Queste onde sono chiamate whistler e sono onde a frequenze estremamente basse del tipo che può essere generato anche nei fulmini.
Forrest Mozer ha spiegato che le sonde van Allen hanno potuto seguire questo processo di accelerazione meglio di qualsiasi altra navicella spaziale perché sono state progettate e piazzate in un’orbita speciale proprio per quello scopo. La loro missione è quindi un successo e i dati raccolti stanno permettendo di capire meglio cosa succede nelle fasce di van Allen.
Si tratta di conoscenze utilissime anche dal lato pratico perché l’attività delle fasce è influenzata da quella del Sole e le conseguenze possono farsi sentire su satelliti ma a volte perfino su apparecchiature elettroniche al suolo. Sapere come funzionano i processi nelle fasce di van Allen ci aiuterà a proteggerci meglio dai loro effetti.
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