Вчені нарешті пояснили природу кілець Ван Аллена - двох концентричних кілець високоенергетичний заряджених частинок, що обрамлюють Землю. Два зонди НАСА знайшли свідчення, що кільця Ван Аллена діють як прискорювачі частинок, а не як гігантські магніти, що притягають частинки ззовні. Науковці сподіваються, що аналогічною є й природа набагато потужніших радіаційних поясів планет-гігантів – Юпітера і Сатурна, - а також багатьох екзопланет.
Десятиліттями після відкриття у 1958 році американським астрономом Джеймсом Ван Алленом радіаційних поясів вчені міркували, що їх утворюють електрони, які, мандруючи з зовнішніх областей магнітосфери Землі, прискорюються її магнітним полем та вишиковуються у кільцеподібну структуру.
Однак цей процес триває днями, а то й тижнями, і годиться лише для пояснення неквапних процесів. У 1990-х супутникові дані показали, що енергія та густина кілець Ван Аллена здатна змінюватися за лічені години. Як наслідок, появилось альтернативне пояснення їхньої природи: заряджені частинки не «приходять» ззовні, а народжуються всередині самих кілець, коли електричне поле відриває електрони від блукаючих у космосі атомів та прискорює їх до швидкості, близької до швидкості світла. Така гіпотеза дозволила пояснити швидку зміну густини та енергії кілець, що триває від кількох секунд до години. Чого не вдавалося довести, так це наявності всередині них електричного поля, яке й проробляє всю цю роботу.
Пояси Ван Аллена
Супутникові спостереження за поясами Ван Аллена до останнього часу були досить рідкісними та, щонайважливіше, не містили даних про одночасну зміну їхніх властивостей на різних ділянках, чого не вистачало, щоб підтвердити або першу, або другу гіпотезу, - стверджує Гарлан Спенс, астроном з Університету Нью-Гемпшира у Дархемі.
Брак даних заповнили два зонди Ван Аллена, запущені у серпні 2012 р. спеціально для того, щоб стежити за кільцями з різних позицій та під різними кутами. В жовтні один з зондів зафіксував майже тисячократний стрибок густини зовнішнього поясу, що відбувся менш як за 12 годин. Що цікаво, тижнем раніше сонячний вітер майже «видув» із нього майже всі електрони, а нові частинки за такий короткий проміжок часу прийти ззовні не могли. Таким способом вдалося підтвердити гіпотезу про те, що всередині кілець діють електричні поля, які й прискорюють частинки.
Спенс стверджує, що частота електромагнітних хвиль у поясі за певних може дорівнювати частоті руху електронів силовими лініями магнітного поля. Як наслідок, виникає резонанс, що прискорює частинки до величезних швидкостей та миттєво змінює густину та енергію кілець.
Місцеве прискорення енергетичних частинок є загальним фізичним процесом, що відбувається не лише біля Землі, але й довкола інших планет та зірок, довкола яких існують радіаційні пояси
27.07.2013