Elektrónové toky v radiačných pásoch Zeme vznikajú v dôsledku interakcií kozmického žiarenia s atómami v horných vrstvách atmosféry planéty, ktoré z nich „vyraďujú“neutróny, uvádza článok uverejnený v časopise Nature.
„Prvýkrát sme dokázali zistiť vytvorenie týchto vysokoenergetických elektrónov na vnútornom okraji pásov Van Allen. Podarilo sa nám vyriešiť hádanku, po ktorej fyzici hádali takmer šesť desaťročí, “povedal Xinlin Li z University of Colorado v Boulder (USA).
Zem, na rozdiel od Venuše a mnohých ďalších planét slnečnej sústavy, má svoje vlastné magnetické pole, ktoré sa vytvára v dôsledku pohybu tekutých tokov kovu v jej jadre. Toto magnetické pole pôsobí ako druh „štítu“, ktorý odráža kozmické lúče, vysoko nabité častice a chráni Zem pred slnečným vetrom a vyhadzovaním koronálnej hmoty na Slnku.
Stopami jeho existencie sú tzv. Van Allenove pásy - dve oblasti v nadmorskej výške asi 6 000 a 60 000 kilometrov od zemského povrchu, kde je veľké množstvo vysokoenergetických protónov a elektrónov „zachytených“zemským magnetickým poľom a pohybujúcich sa v nejakom magnetickom lapači. Ich interakcia s atmosférou vytvára krásne polárne žiary a počas slnečných svetiel vedie k rádiovému rušeniu a iným technickým problémom.
Jedným z hlavných tajomstiev Van Allenových pásov od ich objavu v roku 1958 je to, odkiaľ pochádzajú vysokoenergetické elektróny a protóny, ktoré obývajú radiačný štít Zeme a spôsobujú svetlice na póloch planéty. Ako poznamenáva Lee, vedci už dlho predpokladajú, že ich zdrojom sú kozmické lúče, ktoré sa zrážajú s atómami v atmosfére, ale nemali o tom jednoznačný dôkaz.
Ďalším problémom je, že kozmické lúče generované výbuchmi supernov a pulzárovou aktivitou „bombardujú“Zem približne rovnakou frekvenciou, zatiaľ čo počet a vlastnosti elektrónov vo van Allenových pásoch sa môžu dramaticky zmeniť veľmi vysokou rýchlosťou. To vedie mnohých vedcov k pochybnostiam, že tieto elektróny vznikajú v dôsledku rozpadu neutrónov, ktoré kozmické lúče „vyrazia“z atómov dusíka a kyslíka.
Na testovanie týchto myšlienok Lee a jeho študenti zostavili mikrosatelit CSSWE, ktorý bol vybavený miniatúrnymi náprotivkami elektrónových a protónových detektorov, ktoré boli vyvinuté na University of Colorado pre sondy RBSP, ktoré uviedla NASA v auguste 2012 na štúdium štruktúry pásov Van Allen.
Tento satelit bol vypustený na spodnú obežnú dráhu a neskúmal vnútorné vrstvy Van Allenových pásov, ale spodnú hranu jeho prvej časti, kde, ako vedci naznačujú, by sa elektróny a protóny mali narodiť počas zrážok molekúl plynu a „hostí z vesmíru“.
Propagačné video:
Ako vedci vysvetľujú, takéto kolízie by mali viesť k vytvoreniu protónov a elektrónov vo veľmi úzkych energetických rozsahoch, aby sa dali ľahko vypočítať a odhadnúť, ako často sa kozmické lúče zrážajú s atmosférickými atómami, a pochopiť, akú úlohu hrajú pri napĺňaní Van Allenových pásov. a ako sa tam dostanú.
Ako ukazujú tieto merania, takéto elektróny vznikajú vo veľkých množstvách v nadmorskej výške približne rovnej polomeru Zeme a rýchlosť ich formovania a ich vlastnosti zostali konštantné vo všetkých oblastiach a vo všetkých nadmorských výškach. To hovorí v prospech skutočnosti, že sú skutočne vytvárané kozmickými lúčmi.
Dôkazom toho je aj počet elektrónov zaznamenaných CSSWE - ich počet, ako vedci poznamenávajú, takmer ideálne zodpovedá tomu, koľko neutrónov by malo generovať kozmické žiarenie. To všetko svedčí o tom, že takmer všetky elektróny, ktoré sa zúčastňujú na zrode aurorov, sú skutočne „kozmického“pôvodu.