Naukowcy pracujący na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles (UCLA) zidentyfikowali pochodzenie górnego atmosferycznego „syku”, który energetyzuje wysokoenergetyczne cząstki odbijające się wewnątrz radioaktywnych pasów Van Allen na Ziemi. Jest to znaczące, ponieważ bardzo długo czekało się na odpowiedź na źródło tej emisji fal radiowych niskiej częstotliwości… po 40 latach poszukiwań możemy mieć odpowiedź…
Pasy Van Allena otaczające Ziemię mogą być przerażającym miejscem dla statków kosmicznych i astronautów. Zajmuje objętość 200 km nad powierzchnią i może rozciągać się aż do siedmiu promieni Ziemi (ponad 44 000 km). Te objętości wysokoenergetycznych cząstek są uwięzione przez ziemską magnetosferę, odbijając elektrony i protony tam iz powrotem w ich magnetycznym więzieniu. Pasy Van Allena są zmienne i ściśle związane z aktywnością słońca. Gdy wiatr słoneczny uderzy w ziemską magnetosferę, cząstki wiatru słonecznego spadną do regionów guzków polarnych, wchodząc do atmosfery i tworząc zorze polarne w regionach polarnych północnych i południowych (odpowiednio Aurora Borealis i Aurora Australis). Jednak niektóre cząstki są wprowadzane do magnetosfery i zostają uwięzione między skórką cebulilubić warstwy linii pola magnetycznego i nie mogą uciec.
W ten sposób zasilane są pasy Van Allena, a populacja protonów i elektronów powinna wzrosnąć i stać się bardziej energetyczna podczas burz słonecznych. Chociaż wiemy dużo o tych regionach, bardzo mało wiadomo, w jaki sposób uwięzione elektrony i protony są tak energetyzowane, że mogą penetrować ołów do głębokości 1 mm. Ma to oczywiste implikacje projektowe dla tysięcy satelitów krążących wokół Ziemi i stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia astronautów spędzających długie okresy w kosmosie.
W nowych badaniach opublikowanych w Natura dziś grupa badawcza UCLA uważa, że odkryła źródło „syczenia” atmosferycznego w górnej części atmosfery. Ten syk ma częstotliwości fal radiowych i był obserwowany od wczesnych misji kosmicznych w latach 60. Myśl, że pochodzi od interakcji magnetycznych w samej magnetosferze, a nawet od intensywnych emisji burzy z piorunami do górnej atmosfery, stanowiła ostateczny dowód na źródło tego dziwnego zjawiska. Odkładając klasyczne pomysły na bok, praca Jacoba Bortnika koncentruje się na zupełnie innej formie fali elektromagnetycznej zwanej „refrenem”. Uważano, że ta fala nie ma związku z sykiem radiowym, ale Bortnik udowadnia, że fale chóru, przemierzające tysiące kilometrów, mogą przekształcić się w syk, który charakteryzuje Pasy Van Allena.
“Tutaj pokazujemy, że inny rodzaj fali, zwany chorusem, może rozprzestrzeniać się w plazmie z dziesiątek tysięcy kilometrów i ewoluować w syk. Nasz nowy model naturalnie uwzględnia obserwowane pasmo częstotliwości syku, jego niespójną naturę, asymetrię intensywności dnia i nocy, jego związek z aktywnością Słońca i rozkład przestrzenny. Połączenie chóru i syku jest bardzo interesujące, ponieważ chór jest instrumentalny w tworzeniu wysokoenergetycznych elektronów poza plazmasferą, podczas gdy syk wyczerpuje te elektrony na niższych wysokościach równikowych. ” - Jacob Bortnik.
Grupa UCLA tak naprawdę nie badała atmosferycznego syku, ale pracowała nad falami chórów - które zwykle rozprzestrzeniają się poza plazmosferą - i zdała sobie sprawę, że mogą ewoluować w „syk” odpowiedzialny za energetyzację cząstek w pasach Van Allena.
To badanie ma ogromne konsekwencje dla prognozowania pogody kosmicznej. Warunki przestrzeni między Słońcem a Ziemią są bardzo ważne przy przewidywaniu nadejścia burzy słonecznej, ale reakcja górnej atmosfery ziemskiej ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia, w jaki sposób potencjalnie szkodliwe cząstki są energetyzowane w tak dużym stopniu.
Źródło: Physorg.com
