La cintura o fascia di Van Allen spiegata al mio cane |
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Non è che il mio cane abbia molta voglia di rispondere, visto che sonnecchiava, ma alla fine si decide. So che sono delle formazioni luminose di diverso colore verde, rosso, azzurro che si formano in prossimità dei poli magnetici della terra per effetto delle interazioni tra le particelle provenienti dal sole e il campo magnetico della terra – mi risponde – E’ tutto quello che so. Wao. Bravo il mio cane – gli dico – sai quello che è sufficiente sapere. Ma ora ti dico qualcosa in più di questo straordinario fenomeno, così lo puoi raccontare ai tuoi amici facendo un gran figurone. A dire il vero – mi risponde il mio cane – ai miei amici cani interessano solo le ricette a base di crocchette e/o bocconcini di manzo, ma ascolto volentieri. Bravo, te sì che sei un buon cane. Allora
comincio. Detta così sembra tutto facile. La forza di Lorenz è la forza esercita su una
particella carica in moto quando un campo elettrico è in presenza di un
campo magnetico. La caratteristica di questa forza sta nel fatto che è sempre perpendicolare al piano individuato dalla direzione del moto della particella (v) e del campo magnetico (B). A causa di questa forza le particelle
elettrocariche vengono respinte dalle regioni dove il campo magnetico è
più intenso, ovvero quelle polari, in direzione nord-sud nelle zone
tropicali ed equatoriali, spiraleggiando intorno alle linee di forza del
campo magnetico. Allora è questa la fascia di particelle che viene chiamata fascia di Van Allen – interviene il mio cane. Prima fascia di Van Allen. Seconda fascia di Van Allen. La cintura interna si estende da 400 a 6.000 miglia sopra la superficie terrestre, mentre la seconda cintura esterna da 8.400 a 40.000 miglia sopra la superficie terrestre. La fascia più esterna è molto più estesa ed è circondata da una regione a bassa intensità, detta ring current, composta principalmente di elettroni e di ioni, la cui origine è dovuta al concorso di più fenomeni fisici. Le particelle intrappolate sono costrette, dalle linee di forza del campo geomagnetico, a compiere traiettorie spiraleggianti attorno alla Terra. Lo scudo terrestre. I dati della sonda Van Allen mostrano che il bordo
interno della fascia esterna è, infatti, molto pronunciato. Per gli
elettroni più veloci, di altissima energia, questo bordo è un confine
netto che, in circostanze normali, gli elettroni non possono penetrare. È quasi come se questi elettroni si schiantassero contro un muro di vetro nello Spazio. A 11 mila chilometri, circa, dalla Terra si
troverebbe, quindi, una barriera invisibile in grado di respingere gli
elettroni killer, particelle che ruotano attorno al nostro pianeta a più
di 160 mila chilometri all’ora e che rappresentano un pericolo per
astronauti e satelliti. Sono state escluse le cause determinate da
trasmissioni radio umane, la stessa forma del campo magnetico che
circonda la Terra. Entrando nella direzione verso la Terra, gli elettroni più energetici hanno poco movimento. Questo movimento così lento e debole può essere respinto dalla diffusione causata dalla plasmasfera tra le due fasce. Questo aiuta anche a spiegare perché in condizioni
estreme, quando in presenza di una intensa eruzione solare viene emesso
un forte vento con emissione ed espulsione di massa coronale verso la
Terra, gli elettroni dalla cintura esterna possono essere spinti nello
spazio vuoto tra i nastri facendo fluttuare questa area A dire il vero – interviene il mio cane –
non ho capito molto. Ho capito che questa seconda fascia di
elettroni ad alta energia sono lenti e possono essere bloccati da una
gigantesca nube di gas elettricamente carica tra le due fasce di Van
Allen. E che questa seconda fascia può essere modificata penetrando
nello spazio vuoto a causa di una forte perturbazione dovuta ad una
violenta eruzione solare. Fantastico, mio sapientone di cane – rispondo – hai capito perfettamente, ma non te ne andare perché esiste una terza fascia di Van Allen. Un’altra? Oh no! – esclama sconsolato il mio cane, ma rimane al suo posto. Terza fascia di Van Allen. La chiave per comprendere l’inaspettata presenza di una fascia aggiuntiva, e soprattutto la sua esistenza per un breve periodo di circa un mese, è che i gli elettroni ultra relativistici che costituiscono questa terza fascia interagiscono debolmente con i processi che avvengono in questa zona di spazio. Secondo alcune simulazioni, confrontate con i dati raccolti dalle Van Allen Probes della NASA, (due satelliti gemelli posti in orbita geocentrica nell’agosto dello scorso anno per studiare queste caratteristiche formazioni), la terza struttura si è prodotta per effetto di una “tempesta” di onde di plasma che hanno strappato elettroni dalla fascia più esterna portandoli in una zona più interna: ma solo uno stretto anello di elettroni ultra-relativistici è sopravvissuto a questa tempesta, mentre quelli meno energetici sono stati dispersi. Dopo la tempesta, la presenza attorno alla Terra di una bolla di plasma molto più freddo ha in qualche modo protetto il neonato terzo anello da ulteriori interazioni con le fasce Non so – concludo – se hai capito tutto. La cosa più importante da capire è che queste fasce di Van Allen sono una specie di scudo invisibile, come in Star Trek che protegge la nave stellare Enterprise dagli attacchi nemici. Ma ora basta realmente. |
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