Rondom de aarde bevinden zich twee enorme ringen - de Van Allen-stralingsgordels - van sterk geactiveerde ionen en elektronen. Verschillende processen kunnen deze deeltjes versnellen tot relativistische snelheden, die ruimtevaartuigen in gevaar brengen die de pech hebben om deze gigantische banden van schadelijke straling binnen te gaan. Wetenschappers hadden eerder bepaalde factoren geïdentificeerd die ervoor kunnen zorgen dat deeltjes in de riemen zeer energiek worden, maar ze hadden niet geweten welke oorzaak overheerst.

Nutsvoorzieningen, met nieuw onderzoek van NASA's Van Allen Probes and Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms-THEMIS-missies, gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven , het verdict is binnen. De belangrijkste boosdoener is een proces dat bekend staat als lokale versnelling, veroorzaakt door elektromagnetische golven die chorusgolven worden genoemd. Vernoemd naar hun karakteristieke stijgende tonen, doet denken aan fluitende vogels, refreingolven versnellen de deeltjes die ze voortduwen als een vaste hand die herhaaldelijk op een schommel duwt. Dit proces was geen algemeen aanvaarde theorie vóór de Van Allen Probes-missie.

Het vaststellen van de belangrijkste oorzaak van de verbeteringen aan de stralingsgordel levert belangrijke informatie op voor modellen die ruimteweer voorspellen - en zo onze technologie in de ruimte beschermen.

"We hebben in het verleden studies gehad die naar individuele gebeurtenissen keken, dus we wisten dat lokale versnelling belangrijk zou zijn voor sommige evenementen, maar ik denk dat het een verrassing was hoe belangrijk lokale versnelling was, " zei Alex Boyd, hoofdauteur en onderzoeker bij het New Mexico Consortium, Los Alamos, New Mexico. "De resultaten pakken eindelijk deze belangrijkste controverse aan die we al een aantal jaren hebben over de stralingsgordels."

Er zijn twee hoofdoorzaken van deeltjesbekrachtiging in de Van Allen-gordels:radiale diffusie en lokale versnelling. Radiale diffusie, die vaak voorkomt tijdens zonnestormen - gigantische toevloed van deeltjes, energie en magnetische velden van de zon, die onze ruimteomgeving kan veranderen - langzaam en herhaaldelijk duwt deeltjes dichter bij de aarde, waar ze energie halen uit de magnetische velden die ze tegenkomen. Veel wetenschappers dachten lang dat dit de belangrijkste, of zelfs alleen, oorzaak van energie.

Echter, vroeg in zijn missie, de Van Allen Probes toonden aan dat lokale versnelling, die wordt veroorzaakt door deeltjes die in wisselwerking staan ​​met golven van fluctuerende elektrische en magnetische velden, kan ook energie aan de deeltjes leveren. Het nieuwe onderzoek, die keek naar bijna honderd gebeurtenissen gedurende bijna vijf jaar, laat zien dat deze interacties tussen golven en deeltjes 87 procent van de tijd verantwoordelijk zijn voor het activeren van deeltjes rond de aarde.

De wetenschappers wisten dat lokale versnelling aan het werk was omdat ze bergen energetische deeltjes op één plek zagen groeien, zoals het lokale versnellingsmechanisme voorspelt, in plaats van naar de aarde te glijden zoals diffusie zou doen.

Dat is een hoog percentage voor een proces dat vijf jaar geleden nog niet als een sterke kandidaat werd gezien. "Radial diffusie is zeker belangrijk voor de stralingsgordels, maar golf-deeltje interacties zijn veel belangrijker dan we ons realiseerden, " zei Geoff Reeves, co-auteur bij het New Mexico Consortium.