O que é o campo magnético da Terra como escudo de radiação – Definição

O campo magnético da Terra fornece um escudo de radiação vital da radiação cósmica. Além de uma atmosfera protetora, também temos sorte de a Terra ter um campo magnético. O campo magnético se estende a dezenas de milhares de quilômetros no espaço, protegendo a Terra das partículas carregadas do vento solar e dos raios cósmicos que, de outra forma, removeriam a atmosfera superior, incluindo a camada de ozônio que protege a Terra da radiação ultravioleta prejudicial. Ele nos protege dos efeitos totais do vento solar e da GCR. Sem essa proteção, a biosfera da Terra pode não existir como existe hoje, ou seria pelo menos limitada à subsuperfície. O campo magnético da Terra também fornece um escudo de radiação para os astronautas e a própria ISS, porque está em baixa órbita da Terra.

Os cálculos da perda de dióxido de carbono da atmosfera de Marte, resultante da eliminação de íons pelo vento solar, indicam que a dissipação do campo magnético de Marte causou uma perda quase total de sua atmosfera. Outro fato é que qualquer pessoa que estivesse na superfície da Lua (ou seja, fora do  campo magnético da Terra ) durante uma erupção solar particularmente violenta em 2005 teria recebido uma dose letal .

Classificação da radiação cósmica

A radiação cósmica pode ser dividida em diferentes tipos de acordo com sua origem. Existem três fontes principais dessa radiação:

• Radiação Cósmica Solar . A radiação cósmica solar refere-se a fontes de radiação na forma de partículas de alta energia (predominantemente prótons) emitidas pelo sol, principalmente em eventos de partículas solares (SPEs).
• Radiação Cósmica Galáctica . A radiação cósmica galáctica, GCR, refere-se a fontes de radiação na forma de partículas de alta energia originárias fora do sistema solar, mas geralmente de dentro da nossa galáxia Via Láctea.
• Radiação dos cinturões de radiação da Terra (cinturões de van Allen ). As correias de radiação Van Allen são zonas de partículas de alta energia (especialmente prótons) presas pelo campo magnético da Terra.

Radiação Cósmica Galáctica

Radiação cósmica galáctica , GCR, refere-se a fontes de radiação na forma de partículas de alta energia originárias fora do sistema solar. GCR são núcleos de alta energia dos quais todos os elétrons ao redor foram arrancados durante sua passagem em alta velocidade pela galáxia. O incidente da GCR na atmosfera superior consiste em um componente nucleônico, que agrega responsáveis ​​por 98% do total (2% são elétrons). O componente nucleônico consiste então de uma mistura de prótons de alta energia (~ 86%), partículas alfa (~ 12%) e um traço de núcleos mais pesados ​​(~ 1%). Os GCR são capturados pelo campo magnético galáctico, portanto, provavelmente foram acelerados nos últimos milhões de anos e viajaram muitas vezes pela galáxia. O mecanismo de aceleração deles é incerto, mas um dos mecanismos possíveis é que as partículas são aceleradas por ondas de choque que se expandem das supernovas. A energia dessas partículas varia entre 10⁸ eV e 10 ²⁰ eV. Uma fração muito pequena são partículas estáveis ​​de antimatéria, como pósitrons ou antiprótons.

A natureza precisa dessa fração restante é uma área de pesquisa ativa. A taxa de fluência GCR varia com a atividade solar, sendo menor quando a atividade solar é maior. No mínimo solar, devido à menor proteção do campo magnético solar, a fluência é significativamente maior do que no máximo solar.

Radiação Cósmica Solar – Evento de Partículas Solares

A radiação cósmica solar refere-se a fontes de radiação na forma de partículas de alta energia (predominantemente prótons) emitidas pelo Sol , principalmente em eventos de partículas solares (SPEs). O incidente de radiação solar na atmosfera superior consiste principalmente de prótons (99%), com energias geralmente abaixo de 100 MeV. Eventos de partículas solares, por exemplo, ocorrem quando os prótons emitidos pelo Sol se aceleram perto do Sol durante uma explosão ou no espaço interplanetário por choques de ejeção de massa coronal. Observe que o Sol tem um ciclo de 11 anos, que culmina em um aumento dramático no número e na intensidade das explosões solares, especialmente durante os períodos em que existem inúmeras manchas solares.

A radiação solar é um risco significativo de radiação para naves espaciais e astronautas, também produz taxas de dose significativas em grandes altitudes, mas apenas a radiação mais energética contribui para doses ao nível do solo. Observe que qualquer pessoa que estivesse na superfície da Lua durante uma erupção solar particularmente violenta em 2005 teria recebido uma dose letal .

Radiação dos cinturões de radiação da Terra – cinturões de Van Allen

As correias de radiação Van Allen são zonas de partículas de alta energia (especialmente prótons) presas pelo campo magnético da Terra . A maioria dessas partículas de alta energia se origina do vento solar, capturado e mantido em torno de um planeta pelo campo magnético da terra. O cinto de van Allen é formado como um toro acima do equador. Existem dois cinturões de radiação van Allen, um cinturão interno centralizado a cerca de 3.000 quilômetros e um cinturão externo centralizado a cerca de 22.000 quilômetros da superfície terrestre. Ele contém principalmente prótons energéticos na faixa de 10 a 100 MeV.

As naves espaciais que viajam além da órbita baixa da Terra entram na zona de radiação dos cinturões de Van Allen. Além dos cintos, eles enfrentam riscos adicionais de raios cósmicos e eventos de partículas solares. Uma região entre as correias interna e externa de Van Allen fica de dois a quatro raios terrestres e às vezes é chamada de “zona segura”.