Міжнародна група астрофізиків на чолі з Юрієм Шприцем з Массачусетського технологічного інституту і Сколковського технологічного інституту визначила природу нещодавно відкритого третього радіаційного поясу Землі. Вчені показали, що під зовнішнє кільце, виявлене в лютому 2013 року, потрапляють ультрарелятивістські електрони і що їх рух там набагато стабільніше, ніж в раніше відомих двох внутрішніх поясах.
Подробиці наведені у статті
для журналу Nature Physics, а короткий виклад
наводить PhysOrg з посиланням на надіслані університетом Каліфорнії в Лос-Анджелесі матеріали.
Третій радіаційний пояс навколо Землі формується викинутими з двох внутрішніх поясів ультрарелятивістськими електронами. Ці частинки, як підкреслюють дослідники, відрізняються від інших електронів, представлених в навколоземному просторі. На відміну від інших частинок, представлені у третьому кільці електрони володіють більшою енергією.
За рахунок цього вони значно слабкіше взаємодіють з плазмовими хвилями, які виникають в магнітосфері Землі. Спочатку саме плазмові хвилі викидають електрони в навколоземний простір на відстані в тисячі і десятки тисяч кілометрів (другий пояс розташований на рівні близько 20 тисяч кілометрів) і вони ж забезпечують розгін частинок до швидкостей, близьких до швидкості світла. Але частки, які у третє кільце, мають настільки високу енергію, що вже практично не взаємодіють з плазмовими хвилями і за рахунок цього можуть досить довго залишатися на своїх орбітах.
Знання про стабільність третього радіаційного поясу, виявленого за допомогою запущених у серпні 2012 року спеціалізованих супутників Van Allen Probes
(два однакових апарату) має не тільки теоретичний характер.
Дослідники підкреслюють, що ультрарелятивістські електрони становлять серйозну загрозу для штучних супутників Землі, так як пряме попадання електрона з енергією в кілька мегаелектронвольт
в мікроелектронні компоненти викликає їх пошкодження з подальшим збоєм комп'ютера або навіть необоротним виходом чіпа з ладу.
Під час сонячних спалахів радіаційні пояси, вперше відкриті американськими (Ван Аллен, на основі даних "Експлорер-1") і радянськими (Сергій Вернов та Олександр Чудаков, дані "Супутника-3") астрофізиками в 1958 році помітно збільшуються в розмірах, а концентрація частинок в них теж зростає.
Релятивістськими частками у фізиці називають частинки, швидкість яких настільки велика, що в розрахунках необхідно враховувати ефекти, описані спеціальною теорією відносності (на латині: relativitas specialis).
Одним з таких ефектів є зростання кінетичної енергії частки аж до нескінченності при досягненні швидкості світла, а інший, описаний відомою формулою E = mc2, полягає в еквівалентності маси і енергії: навіть спочиваюча частка має енергію спокою, рівну приблизно 9*1013 джоулів на кожен грам. Коли кінетична енергія розігнаного до релятивістської швидкості об'єкта стає набагато більше енергії спокою, говорять про ультрарелятивістський випадок.
Хто ми такі: Про нас та Контакти. Як ми пишемо новини та наші принципи: Редакційний кодекс. Ми старались, якщо вам сподобалось – задонатьте.
Якщо Ви помітили орфографічну помилку, напишіть нам.