Наука для всех простыми словами

Самый лучший сайт c познавательной информацией.

Тайна радиационных поясов земли раскрыта.

26.10.2015 в 06:28

( Наука@Science_Newworld).

Ученые наконец - то объяснили природу колец ван Аллена - двух концентрических колец высокоэнергетически заряженных частиц, обрамляющие землю. Два зонда наса обнаружили свидетельства, что кольца ван Аллена действуют как ускорители частиц, а не как гигантские магниты, притягивающие частицы извне. Ученые надеются, что аналогичная и природа гораздо более мощных радиационных поясов планет - гигантов - Юпитера и Сатурна, - а также многих экзопланет.


Десятилетиями после открытия в 1958 году американским астрономом Джеймсом ван Алленом радиационных поясов ученые рассуждали, что они образуют электроны, которые, путешествуя с внешних областей магнитосферы земли, ускоряются ее магнитным полем и выстраиваются в кольцеобразную структуру.

Однако этот процесс продолжается днями, а то и неделями, и годится лишь для объяснения неспешных процессов. В 1990-х спутниковые данные показали, что энергия и плотность колец ван Аллена способна меняться за считанные часы. Как следствие, появилось альтернативное объяснение их природы: заряженные частицы не "Приходят" извне, а рождаются внутри самих колец, когда электрическое поле отрывает электроны от блуждающих в космосе атомов и ускоряет их до скорости, близкой к скорости света. Такая гипотеза позволила объяснить быстрое изменение плотности и энергии колец, что длится от нескольких секунд до часа. Чего не удавалось доказать, так это наличие внутри них электрического поля, которое и проделывает всю эту работу.

Спутниковые наблюдения за поясами ван Аллена до последнего времени были достаточно редкими и, самое важное, не содержали данных об одновременном изменении их свойств на разных участках, чего не хватало, чтобы подтвердить или первую, или вторую гипотезу, - утверждает гарлан спенс, астроном из университета нью-гемпшира в дархеме.

Нехватку данных заполнили два зонда ван Аллена, запущенные в августе 2012 г. специально для того, чтобы следить за кольцами с разных позиций и под разными углами. В октябре один из зондов зафиксировал почти тысячекратный скачок плотности внешнего пояса, что состоялся менее чем за 12 часов. Что интересно, неделей ранее солнечный ветер почти "Выдул" из него почти все электроны, а новые частицы за такой короткий промежуток времени прийти извне не могли. Таким способом удалось подтвердить гипотезу о том, что внутри колец действуют электрические поля, которые и ускоряют частицы.

Спенс утверждает, что частота электромагнитных волн в поясе при определенных условиях может равняться частоте движения электронов силовыми линиями магнитного поля. Как следствие, возникает резонанс, что ускоряет частицы до огромных скоростей и мгновенно меняет плотность и энергию колец.

Местное ускорение энергетических частиц является общим физическим процессом, что происходит не только у земли, но и вокруг других планет и звезд, вокруг которых существуют радиационные пояса.