Elektronové toky v radiačních pásech Země vznikají v důsledku interakcí kosmických paprsků s atomy v horních vrstvách atmosféry planety, které z nich „vyrazí“neutrony, podle článku publikovaného v časopise Nature.
"Poprvé jsme byli schopni detekovat vytvoření těchto vysokoenergetických elektronů na vnitřní hraně pásů Van Allen." Podařilo se nám vyřešit hádanku, po které se fyzikové téměř šest desetiletí zmátli, “řekl Xinlin Li z University of Colorado v Boulderu (USA).
Země, na rozdíl od Venuše a řady dalších planet sluneční soustavy, má své vlastní magnetické pole, které je generováno v důsledku pohybu kapalných toků kovu v jeho jádru. Toto magnetické pole působí jako druh „štítu“, který odráží kosmické paprsky, vysokoenergetické nabité částice a chrání Zemi před slunečním větrem a vyhazováním koronální hmoty na Slunci.
Stopami jeho existence jsou tzv. Van Allenovy pásy - dva regiony ve výškách asi 6 tisíc a 60 tisíc kilometrů od zemského povrchu, kde je velké množství protonů a elektronů s vysokou energií, „zachycených“zemským magnetickým polem a pohybujících se v jakési magnetické pasti. Jejich interakce s atmosférou vytváří krásné polární záře a během slunečních erupcí vede k vysokofrekvenčnímu rušení a dalším technickým problémům.
Jedním z hlavních tajemství Van Allenových pásů od jejich objevu v roce 1958 je to, odkud pocházejí vysokoenergetické elektrony a protony, které obývají radiační štít Země a vytvářejí světlice na pólech planety. Jak poznamenává Lee, vědci již dlouho předpokládali, že jejich zdrojem jsou kosmické paprsky, které se střetávají s atomy v atmosféře, ale neměli o tom jednoznačný důkaz.
Dalším problémem je to, že kosmické paprsky, generované explozemi supernov a pulsarovou aktivitou, „bombardují“Zemi přibližně stejnou frekvencí, zatímco počet a vlastnosti elektronů ve van Allenových pásech se mohou dramaticky změnit velmi vysokou rychlostí. To způsobuje, že mnoho vědců pochybuje, že tyto elektrony vznikají v důsledku rozpadu neutronů, které kosmické paprsky „vyrazí“z atomů dusíku a kyslíku.
K testování těchto myšlenek sestavil Lee a jeho studenti mikrosatelit CSSWE, vybavený miniaturními protějšky detektorů elektronů a protonů, které byly vyvinuty na University of Colorado pro sondy RBSP zahájené NASA v srpnu 2012 za účelem studia struktury Van Allenových pásů.
Tento satelit byl vypuštěn na nižší oběžnou dráhu a nezkoumal vnitřní vrstvy Van Allenových pásů, ale spodní okraj jeho první části, kde, jak vědci navrhují, by se při střetu molekul plynu a „hostů z vesmíru“měly narodit elektrony a protony.
Propagační video:
Takové srážky, jak vědci vysvětlují, by měly vést k produkci protonů a elektronů ve velmi úzkých energetických rozsazích, takže je lze snadno vypočítat a odhadnout, jak často se kosmické paprsky střetávají s atmosférickými atomy, a pochopit, jakou roli hrají při plnění van Allenových pásů. a jak se tam dostanou.
Jak ukazuje tato měření, takové elektrony vznikají ve velkých množstvích v nadmořské výšce přibližně rovné poloměru Země a rychlost jejich formování a jejich vlastnosti zůstaly konstantní ve všech regionech a ve všech nadmořských výškách. To hovoří ve prospěch skutečnosti, že jsou skutečně vytvářeny kosmickými paprsky.
Důkazem toho je také počet elektronů zaznamenaných CSSWE - jejich počet, jak vědci poznamenávají, téměř ideálně odpovídá tomu, kolik neutronů by mělo generovat kosmické paprsky. To vše tedy svědčí o tom, že téměř všechny elektrony účastnící se zrození auror jsou skutečně „kosmického“původu.