Le Fasce
di Van Allen sono una componente importante della magnetosfera terrestre,
quella regione dello spazio in cui il moto delle particelle cariche del
vento solare e della radiazione cosmica non troppo energetica viene condizionato
dal campo magnetico terrestre.
Le fasce
sono formate da particelle cariche (per lo piu’ di origine cosmica e solare)
intrappolate nel campo magnetico: sono state scoperte all’inizio dell’era
spaziale, nel 1958, con i rivelatori di particelle posti a bordo dei satelliti
“Explorer I e II” da James Van Allen, da cui hanno preso il nome.
Le particelle
cariche delle fasce (una interna e l’altra piu’ esterna) sono elettroni
e protoni con energie cinetiche cha vanno dal Kev ai GeV. La distribuzione
spaziale delle particelle e’ molto complessa e variabile nel tempo (specie
per la fascia esterna). Le particelle si muovono lungo le linee di forza
del campo magnetico terrestre seguendo traiettorie a spirale e oscillando
in latitudine tra i punti coniugati di riflessione negli emisferi boreale
e australe. C’e’ anche un moto delle cariche in longitudine che forma
una corrente di tipo anulare attorno alla Terra.
La distribuzione
approssimata delle particelle e’ la seguente (1 Rt= 6378 km, raggio terrestre):
1- Distanze fra 2.5 e 5.8 Rt: protoni poco energetici (~ 3 Mev)
2- Distanze fra 1.5 e 1.7 Rt: protoni energetici (> 30 Mev)
3- Distanze fra 3 e 4.3 Rt: elettroni poco energetici (~2 Mev)
4- Distanze fra 1.6 e 8.5 Rt: elettroni molto energetici (> 40 Mev)
La vita
media delle particelle nella fascia interna e’ di circa 10 anni, le particelle
vengono perse per cattura atmosferica. Nella fascia esterna invece, soggetta
a forti perturbazioni a causa dei brillamenti solari, la vita media non
ha un valore ben definito.
Una bella
trattazione, in inglese, sulla magnetosfera terrestre si puo’ trovare
all’indirizzo web
http://www-spof.gsfc.nasa.gov/Education/Intro.html
oppure si
puo’ leggere il bell’articolo di Russell (Universita’ della California):
http://www-ssc.igpp.ucla.edu/ssc/tutorial/magnetosphere.html
Infine un
piccolo programma per la simulazione 3D delle Fasce di Van Allen puo’
essere trovato qui: