Zem obvíjajú dva obrovské prstence - nazývané Van Allenove radiačné pásy - z iónov a elektrónov s vysokými energiami. Rôzne procesy môžu tieto častice urýchliť na relativistické rýchlosti, ktoré ohrozujú satelity, ktoré majú tu smolu, že vletia do týchto obrovských pásov nebezpečného žiarenia. Vedci už predtým identifikovali určité faktory, ktoré mohli spôsobiť, že častice v pásoch dosiahnú vysoké energie, ale nevedeli, ktoré z ich dominujú.
Na pozadí magnetického poľa predstavovaného šípkami azúru sa rozširujú dva elektróny napravo, pričom sa vykonáva rovnaká gyroskopia. Kruhovo polarizovaná elektromagnetická vlna sa približuje k hornému elektrónu z ľavej strany. Credits: NASA
Teraz s novým prieskumom z Van Allenovej misie NASA a misií THEMIS, publikovaným v Geophysical Research Letters, je verdikt tu. Hlavným vinníkom je proces známy ako lokálne urýchlenie spôsobené elektromagnetickými vlnami nazývanými chórusové-zborové vlny. Sú pomenované podľa ich charakteristických stúpajúcich tónov, ktoré pripomínajú štebotajúce vtáky, zborové vlny urýchľujú častice, tlačia ich, ako pevná ruka, ktorá opakovane tlačí na hojdačku. Tento proces nebol pred Van Allen Probes misiou široko prijatou teóriou.
Stanovenie hlavnej príčiny obohatenia radiačného pásu časticami poskytuje kľúčové informácie pre modely, ktoré predpovedajú vesmírne počasie v okolitom priestore - a tým chránia naše technológie vo vesmíre.
Chórusové vlny registrované pomocou detektora EMFISIS na palube Van Allenových sond NASA pri prechode okolo Zeme. Credits: NASA / Univerzita v Iowe
"V minulosti sme mali štúdie, ktoré sa zameriavajú na jednotlivé udalosti, a preto sme vedeli, že lokálne urýchlenie bude pre niektoré udalosti dôležité, ale myslím, že bolo prekvapením, aké dôležité je miestne-lokálne urýchľovanie," povedal Alex Boyd, hlavný autor a výskumník New Mexico Consortium, Los Alamos, Nové Mexiko. "Výsledky nakoniec rozriešili túto hlavnú mnohoročnú kontroverziu, ktorú sme mali o radiačných pásoch."
Existujú dve hlavné príčiny prečo častice získavajú energiu v Van Allen pásoch: radiálna difúzia a miestne urýchlenie. Radiálna difúzia, ktorá sa často vyskytuje počas slnečných búrok - obrovské prívaly častíc, energie a magnetické polia zo Slnka, ktoré môžu zmeniť náš okolitý priestor - pomaly a opakovane pretláčajú častice bližšie k Zemi, kde získajú energiu z magnetických polí, s ktorými sa stretávajú. Mnohí vedci si dlho mysleli, že to je primárna, alebo dokonca jediná príčina energizácie.
Na začiatku svojej misie Van Allenove sondy ukázali, že lokálne urýchlenie, ktoré je spôsobené interakciou častíc s vlnami kolísajúcich elektrických a magnetických polí, môže tiež poskytnúť energiu časticiam. Nový výskum, ktorý skúmal takmer sto udalostí počas takmer piatich rokov, ukazuje, že tieto interakcie vĺn a častíc sú zodpovedné za urýchľovanie častíc okolo Zeme po 87 percent času.
Vedci vedeli, že sa stretli s lokálnym urýchlením, pretože pozorovali obrovské množstvo energických častíc rastúce na jednom mieste, ako predpovedá mechanizmus lokálneho urýchlenia, skôr než posúvanie v smere k Zemei ako v prípade difúzie.
To je veľké percento pre proces, ktorý nebol vnímaný ako silný kandidát ešte ani pred piatimi rokmi. "Radiálna difúzia je rozhodujúca pre radiačné pásy, ale vlnovo časticové interakcie sú oveľa dôležitejšie, než sme si mysleli," povedal Geoff Reeves, spoluautor článku od New Mexico Consortium.
Súvisiace linky:
Viac o misii Van Allen Probes
Viac o NASA výskume systému Slnko-Zem
Autorka tlačovej správy: Mara Johnson-Groh, NASA's Goddard Space Flight Center
Zdroj: www.nasa.gov
Pridať nový komentár