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.
«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.
В новости упоминается: северное сияние.
Читайте другие новости из рубрики «Образование»
Новости за последние сутки
В поселке Уренгой скоро откроется ветлечебница
Модульный объект станет 12 по счету, введенным в эксплуатацию за последние три года.
20 декабря 2024
Ямальцы сэкономили около миллиона рублей на ветеринарных услугах
В округе завершилась четвертая льготная акция по стерилизации домашних животных. В
11 декабря 2024
На Ямале подвели итоги Года семьи и Года детства
В Ямальской филармонии состоялось торжественное закрытие Года семьи, объявленного в
11 декабря 2024
- • КриминалВ Губкинском ученик выстрелил из пневматического пистолета• ТранспортАвиакомпания «Ямал» вдвое увеличила норму бесплатного провоза багажа для участников СВО• ТранспортОсенью запустят новые пункты весогабаритного контроля• ТранспортЯмальцы экономят на авиапутешествиях с картой «Морошка»
- • Новость одной строкойПодведены итоги присуждения знака «Серебряная гагара»• Новость одной строкойВ новом году начнут действовать четыре новшества карты «Морошка»• Новость одной строкойЯмал готовит новогодние подарки для своих бойцов СВО• Новость одной строкойНа Ямале завершены работы по усилению контроля на транспортных узлах• Новость одной строкойНа бортах авиакомпании «Ямал» начали выдавать новогодние подарки• Новость одной строкойЯмальцы приняли участие в слете победителей всероссийского конкурса «Будущее Большой перемены»В Год семьи впервые к конкурсу «Большая перемена» присоединились ученики начальной школы. Одержав...• Новость одной строкойГубернатор встретился с руководителями компаний ТЭК и поучаствовал в «Елке желаний»Сегодня губернатор работает в Новом Уренгое. Там состоялась традиционная предновогодняя встреча с...• Новость одной строкойНа Ямале завершено строительство двух модульных участковых пунктов полиции• Новость одной строкойЗавешается строительство второго спального корпуса школы-интерната в Гыде
Популярные фильмы в кинотеатрах