Тайны радиационных поясов Земли раскрыты космическим кораблем-близнецом НАСА

Последнее открытие, полученное на основе измерений, проведенных прибором под руководством Университета Нью-Гэмпшира на борту космического корабля-близнеца, показывает, что частицы высокой энергии, населяющие радиационные пояса, могут ускоряться почти до скорости света в сочетании со сверхнизкочастотным электромагнитным излучением. волны планетарного масштаба.Этот способ действия, как подробно описано в статье, недавно опубликованной в журнале Nature Communications, аналогичен принципу действия циклического ускорителя частиц, такого как Большой адронный коллайдер. Однако в этом случае обширное магнитное поле Земли или магнитосфера, содержащая пояса Ван Аллена, ускоряет дрейфующие электроны до все более высоких скоростей, когда они кружат вокруг планеты с запада на восток.Недавнее открытие последовало за связанным с этим открытием, также сделанным под руководством UNH набором инструментов для работы с энергетическими частицами, составом и тепловой плазмой (ECT), показывающего аналогичное ускорение частиц, но в микроскопическом, а не в планетарном масштабе.

«Ускорение, о котором мы впервые сообщили, действует в масштабе гиродвижения электрона — это действительно локальный процесс, размером всего несколько сотен метров», — отмечает Харлан Спенс, директор Института изучения Земли и океанов при ООН. , и Space, главный научный сотрудник ECT и соавтор статьи Nature Communications. «Теперь мы наблюдаем это крупномасштабное глобальное движение, включающее сверхнизкочастотные волны, пульсирующие через магнитосферу Земли и действующие на огромных расстояниях до сотен тысяч километров». И, добавляет Спенс, по всей вероятности, оба процесса происходят одновременно и ускоряют частицы до релятивистских скоростей.Понимание сложной динамики ускорения частиц поможет ученым лучше прогнозировать условия космической погоды и, таким образом, обеспечить лучшую защиту орбитальных спутников, имеющих решающее значение для современного общества.

Наличие двойного космического корабля, выполняющего одновременные измерения в разных регионах близлежащего космоса, является ключевой частью миссии, поскольку он позволяет ученым просматривать данные, разделенные как в пространстве, так и во времени.«Что касается зондов Ван Аллена, мне нравится думать, что этим частицам негде спрятаться, потому что каждый космический корабль вращается и« мельком »видит все небо своими детекторными« глазами », так что мы, по сути, получаем 360-градусный обзор. с точки зрения направления, положения, энергии и времени, — говорит Спенс.

Ян Манн из Университета Альберты, первый автор статьи в Nature Communications, добавляет: «Люди считали, что этот процесс ускорения может присутствовать, но мы не могли ясно увидеть его до исследования Van Allen Probes».Это дает возможность расшифровать фактические изменения в окружающей области, а не столкнуться с чем-то, что выглядит иначе, но может быть просто результатом одноточечного измерения с ограниченной перспективой.

С открытиями ученые начинают разгадывать различные части головоломки для каждого конкретного события частицы, которое изменяет структуру радиационных поясов. В конечном итоге они надеются, что смогут достаточно хорошо понять динамику, чтобы на самом деле предсказать, как в совокупности все эти различные условия, работающие в тандеме, заставляют ремни двигаться внутрь или наружу, надуваться, сдуваться, изменять энергию или терять или накапливать частицы.

Спенс говорит: «Мы надеемся, что это те счастливые случаи, когда природа поставила один процесс выше всех остальных, что позволяет космическому кораблю действительно видеть, что происходит. Мы хотим знать, как вся система заставляет одно явление или процесс доминировать или иметь меньшее влияние по сравнению с другим, и мы получаем гораздо более глубокое понимание этого ".

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.