SpravodajstvoVeda a výskumVesmír

V radiačných pásoch Zeme vznikajú a náhle zanikajú zvláštne prstence: Vedci narazili na novú populáciu častíc

Nová populácia častíc sa vyznačuje naozaj netradičnými charakteristikami.

Na základe meraní prvej americkej družice Explorer 1 objavil v roku 1958 profesor Van Allen pás radiácie, ktorý obklopuje našu planétu. Tento pás bol neskôr pomenovaný ako Van Allenov radiačný pás a o rok na to merania sovietskej sondy Luna 1 odhalili existenciu druhého radiačného pásu.

Dokopy má Zem tri Van Allenove pásy,  ale tretí objavili vedci v roku 2013, pričom tento pás nemusí byť stabilný. Rozprestierajú sa od výšky približne 400 km nad povrchom až do vzdialenosti 50-tisíc km. Tieto radiačné pásy sú tvorene energeticky nabitými časticami, z ktorých väčšina pochádza zo solárneho vetra. Keď sa tieto častice priblížia k Zemi, zachytí ich magnetosféra našej planéty.

Van Allenove, alebo inak aj radiačné pásy, predstavujú riziko pre satelity na obežnej dráhe Zeme. Tie musia mať najcitlivejšie komponenty chránené, ak strávia v pásoch dostatočne dlhú dobu. Cez Van Allenove pásy prešli aj astronauti programu Apollo. V tomto prípade sa predpokladá, že ich zasiahla veľmi malá a zdraviu neškodná dávka radiácie.

Pod Van Allenovými pásmi sa rozumejú len radiačné pásy okolo Zeme – podobné štruktúry však astronómovia objavili aj v okolí iných planét.

Nová populácia častíc

Vedci z Helmholtz-Zentrum v nemeckom Postupime objavili existenciu novej populácie častíc vo Van Allenových pásoch. Na základe misie Van Allen z roku 2019 vedci objavili mimoriadne nezvyčajné prstence, ktoré môžu vo vesmíre ostať celé mesiace, no potom náhle zmiznú. Hoci prstence objavili pred troma rokmi, až nedávno sa podarilo zistiť ich pôvod. V novom výskume vyšlo najavo že prstence vznikajú vďaka zvláštnym interakciám medzi plazmovými vlnami.

Plazmové vlny sú periodické fluktuácie magnetických a elektrických polí. Výskum z Helmholtz-Zentrum ukázal, že pozorované dramatické zrýchlenie prebieha lokálne, teda nespôsobuje ho difúzia častíc z vonkajšej oblasti.

„Tieto častice akoby surfujú na plazmových vlnách a získavajú energiu. Priestor a podmienky v blízkosti Zeme ich môžu zahriať na tak obrovské energie, že tieto častice dosahujú takmer rýchlosť svetla,“ vysvetľuje Yuri Shprits.

Zároveň dodáva, že takéto interakcie existujú jedine v plazme a spôsobuje ich takzvané kolektívne správanie. Náhle zmiznutie zvláštnych prstencov uprostred radiačných pásov môže spôsobiť interakcia s vlnami, ktoré častice rozptýlia do zemskej atmosféry. Studená plazma hrá v tomto procese výraznú úlohu a podľa autorov štúdie predstavuje určujúci faktor pre interakcie, ktoré vedú k zrýchleniu, alebo zániku ultrarelativistických častíc.

Za ultrarelativistické sa považujú častice, ktoré letia rýchlosťou svetla, sú sporadicky excitované a občas aj náhle zmiznú. Ide o elektróny s najvyššou energiou a ako ultrarelativistické sa označujú preto, lebo relativistické efekty sú pri týchto časticiach veľmi výrazné. Ultrarelativistické elektróny nachádzajúce sa v radiačných pásoch Zeme, sú podľa autorov štúdie novou populáciou častíc.

Tagy
Zobraziť komentáre
Close
Close