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
На региональных дорогах введут сезонные ограничения на проезд большегрузов
Это ежегодная мера направлена на сохранение существующей сети автодорог округа в
14 марта 2024
День оленевода на Ямале пройдет на новых благоустроенных территориях
В Муравленко, Надымском, Тазовском и Красноселькупском районах традиционный северный
13 февраля 2024
Дмитрий Артюхов поздравил северян с Рождеством
Седьмого января в России отмечается Рождество Христово. Накануне праздника с
6 января 2024
- • ОбществоВ Мысе Каменном жителям аварийных домов вручили ключи от новых квартир• ОбществоВ новое здание полиции в Ноябрьске завозят мебель и оборудование• ОбществоВ Пурпе открыли первую многофункциональную площадку• ЭкономикаАртюхов рассказал об инвестиционном потенциале туристической сферы Ямала
- • ТранспортНа Ямале запущены два новых железнодорожных маршрута• ТранспортНовоуренгойские автоинспекторы спасли замерзающего на трассе водителя• ТранспортЕсть пострадавшие: на трассе Сургут-Салехард столкнулись две иномарки• ТранспортCпасатели организовали круглосуточное дежурство на переправе через Обь.
- • Новость одной строкойВ Салехарде автоинспекторы провели акцию «Юный пешеход»• Новость одной строкойСотрудники ОМВД России «Муравленко» провели оперативно-профилактическую операцию «Фиктивка»• Новость одной строкойВ Лабытнанги автоинспекторы устроили погоню за нетрезвым водителем• Новость одной строкойАвтоинспекторы Ноябрьска приняли участие в региональном этапе межрегионального Чемпионата «Юный мастер»• Новость одной строкойВ ОМВД России по г. Ноябрьску состоялась встреча с представителем территориальной избирательной комиссии• Новость одной строкойВ Ямальском районе мужчина подозревается в причинении смерти по неосторожности пожилому человеку• Новость одной строкойВ городе Губкинский возбуждено уголовное дело по информации, выявленной в СМИ о совершении противоправных действий сотрудником дошкольного учреждения• Новость одной строкойВ Салехарде экс- заместитель директора школы признана виновной в получении взятки в крупном размере• Новость одной строкойВ Ноябрьске перед судом предстанет мужчина по обвинению в покушении на убийство
Популярные фильмы в кинотеатрах