kolumb (alonka) wrote in astronomy_ru,
kolumb
alonka
astronomy_ru

Category:

Загадка таинственного щита Земли

Ученые из Университета Колорадо в Боулдере обнаружили невидимый щит на высоте 11 500 километров над Землей, который блокирует так называемые «электроны-убийцы», которые, в свою очередь, летят с околосветовой скоростью и имеют печальную славу вредить астронавтам, поджаривать спутники и нарушать работу космических систем во время интенсивных солнечных бурь.

Барьер для движущихся частиц был обнаружен в радиационных поясах Ван Аллена, двух кольцах в форме пончика над Землей, которые наполнены высокоэнергетическими электронами и протонами, говорит профессор Дэниел Бейкер. Удерживаемые на месте магнитным полем Земли, радиационные пояса Ван Аллена периодически набухают и сжимаются, реагируя на поступающую энергию возмущений Солнца.



Как одно из самых первых и значительных открытий космической эры, радиационные пояса Ван Аллена были открыты в 1958 году профессором Джеймсом Ван Алленом и его командой в Университете штата Айова. Было обнаружено, что они состоят из внутреннего и внешнего поясов, простирающихся на высоте до 25 000 километров над Землей. В 2013 году Бейкер — который получил докторскую степень под руководством Ван Аллена — возглавил команду, которая использовала два зонда Ван Аллена, запущенных NASA в 2012 году, чтобы найти третье, переходное «накопительное кольцо» между внутренним и внешним поясами Ван Аллена.

Указанное кольцо вращается на «невероятно четкой» границе внутреннего края внешнего пояса на высоте порядка 11 500 километров над Землей и блокирует сверхбыстрые электроны, которые стремятся пробить щит и спуститься глубже в атмосферу Земли.

«Такое чувство, будто эти электроны врезаются в стеклянную стену в космосе, — говорит Бейкер, ведущий автор работы. — Эта стена похожа на силовой щит из «Звездного пути», который использовался для отражения инопланетного оружия. Этот невидимый щит и блокирует электроны. Весьма загадочное явление».
Работа была опубликована 27 ноября 2014 года в журнале Nature.

Изначально команда предполагала, что заряженные электроны, которые вращаются вокруг Земли со скоростью более 180 000 километров в секунду, должны постепенно дрейфовать вниз в верхние слои атмосферы и постепенно уничтожаться в результате взаимодействия с молекулами воздуха. Но непреодолимый барьер, обнаруженный двумя зондами Ван Аллена, не дает электронам заходить так далеко.



Команда ученых рассмотрела ряд сценариев, которые могли бы объяснить, что создало и поддерживает такой барьер. Возможно, он связан с линиями магнитного поля Земли, которое улавливает и удерживает протоны и электроны, вытягивая их между полюсами Земли, как бусины на нитке. Также был рассмотрен вариант того, что радиопередачи с Земли могли бы рассеивать заряженные электроны над барьером, не давая им спуститься ниже. Но ни одно из объяснений не удовлетворило ученых.

«Природа не терпит сильных градиентов и, в общем-то, находит способы сгладить их, поэтому мы полагаем, что некоторые из релятивистских электронов движутся внутрь, а некоторые наружу. Непонятен только медленный и постепенный процесс, который привел к тому, что частицы образовали четкую и определенную границу в этой точке пространства».
Еще один сценарий предполагает, что гигантское облако холодного, заряженного электрически газа, которое называется плазмосферой и начинается в пределах 1000 километров над поверхностью Земли, простираясь на тысячи километров во внешний радиационный пояс Ван Аллена, рассеивает электроны на этой границе с помощью низкочастотных электромагнитных волн, которые вызывают плазмосферное «шипение». Это шипение похоже на белый шум, который доносится из динамиков.

И хотя Бейкер считает, что плазмосферное шипение может играть важную роль в определении загадочного космического барьера, он также полагает, что история может получить развитие.

«Я думаю, что будет важно продолжать тщательно наблюдать за этим регионом, и мы можем осуществить это с помощью мощных инструментов зондов Ван Аллена. Если Солнце действительно бомбардирует земную магнитосферу выбросами корональной массы (CME), я подозреваю, что через некоторое время оно сможет пробить щит».
«Мы просто взглянули на явление по-новому, с новым набором инструментов, который позволил нам сказать: да, есть прочная и жесткая граница», — также отмечает Джон Фостер, соавтор работы.

Теперь, когда ученые знают, что невидимый щит существует, они пытаются определить, как он был сформирован и как именно работает.

https://cont.ws/@nikkuro/699600
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 6 comments