Wewnętrzny pas promieniowania na Ziemi ma ciekawie wzór zebry w paski, zgodnie z najnowszymi odkryciami bliźniaczych sond Van Allena z NASA. Co więcej, przyczyną rozbiegu wydaje się być obrót samej Ziemi - coś, co wcześniej uważano za niemożliwe.
„… Jako teoretyk naprawdę upokarzające jest obserwowanie, jak szybko nowe dane mogą zmienić nasze rozumienie właściwości fizycznych”.
- Aleksandr Ukhorskiy, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory
Naszą planetę otaczają dwa duże regiony promieniowania w kształcie pączków, zwane paskami Van Allena, od astrofizyka Jamesa Van Allena, który odkrył ich obecność w 1958 roku. (Van Allen zmarł w wieku 91 lat w 2006 roku.) Wewnętrzny pas Van Allena, rozciągający się od około 800 do 13 000 km (500 do 8 000 mil) nad Ziemią, zawiera wysokoenergetyczne elektrony i protony i stwarza ryzyko zarówno dla statku kosmicznego, jak i ludzi, powinien zdarzyć się spędzić w nim znaczną ilość czasu.
Czytaj więcej: Zaskakujący trzeci pas promieniowania znaleziony wokół Ziemi
Wystrzelone na pokładzie rakiety Atlas V z Cape Canaveral AFS rano 30 sierpnia 2012 r. Sondy Van Allen (pierwotnie sondy sztormowe Radiation Belt) odbywają dwuletnią misję, aby zbadać pasy i dowiedzieć się, jak się zachowują. ewoluują z czasem.
Jeden z instrumentów na pokładzie bliźniaczych sond, eksperyment z kompozycją jonową sond burzowych z pasmem radiacyjnym (RBSPICE), wykrył trwały wzór pasków w cząsteczkach w pasie wewnętrznym. Chociaż kiedyś uważano, że wszelkie struktury w pasach są wynikiem aktywności Słońca, teraz dzięki RBSPICE ustalono, że przyczyną jest obrót Ziemi i nachylona oś magnetyczna.
„Z powodu niespotykanej dotąd wysokiej energii i rozdzielczości czasowej naszego eksperymentu z cząstkami energetycznymi RBSPICE rozumiemy teraz, że elektrony wewnętrznego pasa są w rzeczywistości zawsze zorganizowane we wzory zebry” - powiedział Aleksandr Ukhorskiy z fizyki stosowanej przez Johnsa Hopkinsa Laboratorium (APL) w Laurel, MD, współbadacz RBSPICE i główny autor artykułu. „Ponadto nasze modelowanie wyraźnie identyfikuje obrót Ziemi jako mechanizm tworzący te wzory. Teoretycznie pokora widzi, jak szybko nowe dane mogą zmienić nasze rozumienie właściwości fizycznych. ”
Model formowania pasiastych wzorów jest porównywany do ciągnięcia taffy.
„Jeśli populacje elektronów na wewnętrznym pasie są postrzegane jako lepki płyn”, powiedział Ukhorskiy, „te globalne oscylacje powoli rozciągają się i fałdują ten płyn, podobnie jak taffy jest rozciągany i składany w maszynie do przechowywania cukierków”.
„To odkrycie mówi nam coś nowego i ważnego o tym, jak działa wszechświat” - powiedział Barry Mauk, naukowiec z APL i współautor artykułu. „Nowe wyniki ujawniają nowy mechanizm fizyczny na dużą skalę, który może być ważny dla planetarnych pasów radiacyjnych w całym Układzie Słonecznym. Instrument podobny do RBSPICE jest teraz w drodze do Jowisza w misji Juno NASA, a my będziemy poszukiwać istnienia wzorów podobnych do pasków zebry w pasach promieniowania Jowisza ”.
Pasy Van Allena Jowisza są podobne do ziemskich z wyjątkiem wiele większy; Pole magnetyczne Jowisza jest dziesięć razy silniejsze niż Ziemia, a promieniowanie w jego pasach jest milion razy silniejsze(źródło). Juno przybędzie na Jowisz w lipcu 2016 r. I spędzi około roku na orbicie, badając jego atmosferę, wnętrze i magnetosferę.
Dzięki sondom Van Allen. Juno ma teraz jeszcze jedną funkcję do wyszukiwania w pasach promieniowania Jowisza.
„To niesamowite, jak środowisko kosmiczne Ziemi, w tym pasy radiacyjne, nadal nas zaskakuje, nawet jeśli badamy je od ponad 50 lat. Nasze zrozumienie złożonych struktur pasów i procesów zachowań pasów stale rośnie, a wszystko to przyczynia się do ostatecznego celu zapewnienia dokładnego modelowania pogody w przestrzeni kosmicznej ”.
- Louis Lanzerotti, profesor fizyki w New Jersey Institute of Technology i główny badacz RBSPICE
Ustalenia zespołu zostały opublikowane w numerze czasopisma z 20 marcaNatura.
Sondy Van Allena to druga misja w programie NASA Living With a Star, zarządzanym przez NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt, MD. Program bada aspekty połączonego układu Słońce-Ziemia, które bezpośrednio wpływają na życie i społeczeństwo.
Źródło: Informacja prasowa Van Allen Probes
