Физики раскрыли секрет рождения частиц, вызывающих полярные сияния
Потоки электронов в радиационных поясах Земли возникают в результате взаимодействий космических лучей с атомами в верхних слоях атмосферы планеты, «выбивающими» из них нейтроны, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
«Нам впервые удалось зафиксировать рождение этих электронов высокой энергии у внутренней кромки поясов Ван Аллена. Нам удалось решить загадку, над которой физики ломали головы практически шесть десятков лет», — заявил Синьлинь Ли (Xinlin Li) из университета Колорадо в Боулдере (США).
Земля, в отличие от Венеры и ряда других планет Солнечной системы, обладает своим собственным магнитным полем, которое вырабатывается в результате движения жидких потоков металла в ее ядре.
Это магнитное поле играет роль своеобразного «щита», который отражает космические лучи, заряженные частицы высоких энергий, и защищает Землю от солнечного ветра и выбросов корональной массы на Солнце.
Следами его существования являются так называемые пояса ван Аллена — две области на высотах около 6 тысяч и 60 тысяч километров от поверхности Земли, где находятся большое количество протонов и электронов высоких энергий, «пойманных» магнитным полем Земли и движущихся в своеобразной магнитной ловушке. Их взаимодействие с атмосферой порождает красивые полярные сияния, и, во времена вспышек на Солнце, приводит к появлению радиопомех и прочих проблем технического характера.
Одной из главных загадок поясов Ван Аллена с момента их открытия в 1958 году является то, откуда берутся электроны и протоны высоких энергий, населяющие радиационный щит земли и порождающие вспышки на полюсах планеты. Как отмечает Ли, ученые давно подозревают, что их источником являются космические лучи, сталкивающиеся с атомами в атмосфере, однако однозначных доказательств этого у них не было.
Дополнительная проблема заключается в том, что космические лучи, порожденные взрывами сверхновых и активностью пульсаров, «бомбардируют» Землю примерно с одинаковой частотой, тогда как количество и свойства электронов в поясах Ван Аллена может резко меняться с очень большой скоростью. Это заставляет многих исследователей сомневаться в том, что эти электроны возникают в результате распадов нейтронов, которые космические лучи «выбивают» из атомов азота и кислорода.
Для проверки этих идей Ли и его студенты собрали микроспутник CSSWE, оснащенный миниатюрными аналогами детекторов электронов и протонов, которые были разработаны в стенах университета Колорадо для зондов RBSP, запущенных НАСА в августе 2012 года для изучения структуры поясов Ван Аллена.
Этот спутник был запущен на более низкую орбиту, и он изучал не внутренние слои поясов Ван Аллена, а нижнюю кромку его первой части, где, как предположили ученые, должны рождаться электроны и протоны во время столкновений молекул газов и «гостей из космоса».
Подобные столкновения, как объясняют ученые, должны приводить к рождению протонов и электронов в очень узких диапазонах энергий, благодаря чему их можно легко подсчитать и оценить, как часто сталкиваются космические лучи с атмосферными атомами, и понять, какую роль они играют в наполнении поясов Ван Аллена и как они туда попадают.
Как показали эти замеры, подобные электроны действительно возникают в больших количествах на высоте, примерно равной радиусу Земли, а скорость их формирования и их свойства оставались постоянными во всех регионах и на всех высотах. Это говорит в пользу того, что их действительно порождают космические лучи.
Более того, об этом говорит и число электронов, зафиксированных CSSWE — их количество, как отмечают ученые, почти идеально соответствует тому, как много нейтронов должны порождать космические лучи. Все это, соответственно, свидетельствует о том, что почти все электроны, участвующие в рождении полярных сияний, носят действительно «космическое» происхождение.
Самые важные и оперативные новости — в нашем Telegram-канале «Вестник Заполярья». ПОДПИШИСЬ!
«Нам впервые удалось зафиксировать рождение этих электронов высокой энергии у внутренней кромки поясов Ван Аллена. Нам удалось решить загадку, над которой физики ломали головы практически шесть десятков лет», — заявил Синьлинь Ли (Xinlin Li) из университета Колорадо в Боулдере (США).
Земля, в отличие от Венеры и ряда других планет Солнечной системы, обладает своим собственным магнитным полем, которое вырабатывается в результате движения жидких потоков металла в ее ядре.
Это магнитное поле играет роль своеобразного «щита», который отражает космические лучи, заряженные частицы высоких энергий, и защищает Землю от солнечного ветра и выбросов корональной массы на Солнце.
Следами его существования являются так называемые пояса ван Аллена — две области на высотах около 6 тысяч и 60 тысяч километров от поверхности Земли, где находятся большое количество протонов и электронов высоких энергий, «пойманных» магнитным полем Земли и движущихся в своеобразной магнитной ловушке. Их взаимодействие с атмосферой порождает красивые полярные сияния, и, во времена вспышек на Солнце, приводит к появлению радиопомех и прочих проблем технического характера.
Одной из главных загадок поясов Ван Аллена с момента их открытия в 1958 году является то, откуда берутся электроны и протоны высоких энергий, населяющие радиационный щит земли и порождающие вспышки на полюсах планеты. Как отмечает Ли, ученые давно подозревают, что их источником являются космические лучи, сталкивающиеся с атомами в атмосфере, однако однозначных доказательств этого у них не было.
Дополнительная проблема заключается в том, что космические лучи, порожденные взрывами сверхновых и активностью пульсаров, «бомбардируют» Землю примерно с одинаковой частотой, тогда как количество и свойства электронов в поясах Ван Аллена может резко меняться с очень большой скоростью. Это заставляет многих исследователей сомневаться в том, что эти электроны возникают в результате распадов нейтронов, которые космические лучи «выбивают» из атомов азота и кислорода.
Для проверки этих идей Ли и его студенты собрали микроспутник CSSWE, оснащенный миниатюрными аналогами детекторов электронов и протонов, которые были разработаны в стенах университета Колорадо для зондов RBSP, запущенных НАСА в августе 2012 года для изучения структуры поясов Ван Аллена.
Этот спутник был запущен на более низкую орбиту, и он изучал не внутренние слои поясов Ван Аллена, а нижнюю кромку его первой части, где, как предположили ученые, должны рождаться электроны и протоны во время столкновений молекул газов и «гостей из космоса».
Подобные столкновения, как объясняют ученые, должны приводить к рождению протонов и электронов в очень узких диапазонах энергий, благодаря чему их можно легко подсчитать и оценить, как часто сталкиваются космические лучи с атмосферными атомами, и понять, какую роль они играют в наполнении поясов Ван Аллена и как они туда попадают.
Как показали эти замеры, подобные электроны действительно возникают в больших количествах на высоте, примерно равной радиусу Земли, а скорость их формирования и их свойства оставались постоянными во всех регионах и на всех высотах. Это говорит в пользу того, что их действительно порождают космические лучи.
Более того, об этом говорит и число электронов, зафиксированных CSSWE — их количество, как отмечают ученые, почти идеально соответствует тому, как много нейтронов должны порождать космические лучи. Все это, соответственно, свидетельствует о том, что почти все электроны, участвующие в рождении полярных сияний, носят действительно «космическое» происхождение.
Самые важные и оперативные новости — в нашем Telegram-канале «Вестник Заполярья». ПОДПИШИСЬ!
В новости упоминается: северное сияние.
Читайте другие новости из рубрики «Образование»
Новости за последние сутки
В Губкинском ученик выстрелил из пневматического пистолета
Инцидент произошёл в школе №9 в Губкинском. Подросток пронёс в здание пневматический
23 октября 2024
В Салехарде открытся новое здание центра «Доверие»
Новый корпус учреждения располагается в трехэтажном здании общей площадью более 11
19 октября 2024
Биометрия не так уж хороша, особенно когда украдут эти данные
Просим вас быть в курсе того, что существует группа людей, которая ходит по
20 сентября 2024
- • ОбществоБиометрия не так уж хороша, особенно когда украдут эти данные• ОбществоДмитрий Артюхов посетил новый авиационный ангар авиакомпании «Ямал» в Рощино• ОбществоДмитрий Артюхов оценил, как идет восстановление Волновахи• ОбществоВ Салехарде приступили к строительству новой школы с бассейном
- • ОбразованиеСтудентам из кочевых семей компенсируют обучение в вузе• ОбразованиеШкольников Ямала ждут на образовательном интенсиве по программированию• КультураПри поддержке Ямала на побережье Черного моря отдохнут дети из ДНР• КультураМуравленко, Губкинский и Тарко-Сале отмечают Дни городов
- • Новость одной строкойК Новому году дети участников спецоперации получат материальную помощь• Новость одной строкойОпределены получатели сертификатов «ЯНАОлимп»• Новость одной строкойС начала года более 160 тысяч ямальцев прошли профилактические обследования• Новость одной строкойВ Ноябрьске стартовал Ямальский патриотический форум• Новость одной строкойВ Доме культуры в селе Ближнем скоро появится своя котельная• Новость одной строкойВ Салехарде в третий раз проходит мероприятие-спутник IV Конгресса молодых ученых• Новость одной строкойДмитрий Артюхов и Алексей Чекунков обсудили реализацию проектов развития Арктики на Ямале• Новость одной строкойДмитрий Артюхов поздравил ямальцев с Днем отца• Новость одной строкойЯмальские дорожники отмечают профессиональный праздник
Популярные фильмы в кинотеатрах