У магнітосфері знайдені генератори "електронів-убивць"

13/06/2009

Американські учені уточнили, як електрони в радіаційних поясах Землі розганяються до навколосвітлових швидкостей, стаючи "вбивцями", здатними ушкоджувати космічні апарати. Значну роль в цьому грають радіохвилі особливого типу - свистячі атмосферики, повідомляє NASA.

У магнітному полі Землі є дві тороїдальні (бубликоподібні) області, в яких утримуються і накопичуються заряджені частинки високих енергій. Ці області називаються зовнішнім і внутрішнім радіаційними поясами (у західній традиції - поясами Ван Аллена). Внутрішній пояс розташовується на висоті близько чотирьох тисяч кілометрів і складається з протонів і електронів, зовнішній - на висоті близько 17 тисяч кілометрів і складається з електронів.

У зовнішньому поясі багато електронів розганяються до навколосвітлових швидкостей. У західній традиції такі електрони називають "вбивцями" (killer electrons), оскільки вони ушкоджують устаткування (сонячні батареї супутників, їх датчики і мікросхеми) і становлять потенційну небезпеку для астронавтів, яким (як екіпажу "Аполло") доведеться пролітати крізь пояс. Як саме відбувається прискорення електронів, поки до кінця не зрозуміло.

Дослідження групи учених під керівництвом Цинтії Кеттелл (Cynthia Cattell) підтвердило гіпотезу про те, що істотну роль в цьому грають особливі низькочастотні електромагнітні хвилі, що називаються свистячими атмосфериками або вістлерами (whistlers). Атмосферика має частоту від 1 до 30 кілогерц (тобто це радіохвилі), виникає, зокрема, унаслідок удару блискавки.

Група Кеттелл виявила, що атмосферика може бути вдесятеро могутніша, ніж вважалося раніше. Електрони поглинають її енергію і досягають швидкості, що становить до 99 відсотків від швидкості світла. Виявилось, що прискорення може відбуватися дуже швидко - за долі секунди. Раніше вважалося, що для цього необхідні хвилини або навіть годинник.

Відкриття було зроблено завдяки апаратам-двійникам STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory - обсерваторія сонячно-земних відносин), які займаються вивченням Сонця: один, рухаючись попереду Землі, інший - ззаду. На апаратах були встановлені прилади TDS (Time-domain sampler, часовий пробовідбірник), призначені для вивчення хвиль в сонячному вітрі. Розробник TDS Кіт Гетц (Keith Goetz) наполіг, щоб вони були включені наперед, коли STEREO ще знаходилися поблизу Землі.

12 грудня 2006 року STEREO з включеними TDS по черзі проходили через зовнішній радіаційний пояс. Через магнітосферной суббурі в ньому утворилося багато атмосфериків, які і зафіксував другий апарат STEREO.

Повернутися до списку публікацій



Останні новини

Статті

Попередні публікації