V-kosmose.com

Релятивистские частицы в миссиях НАСА

Релятивистские частицы в миссиях НАСА

Земное окружение – два гигантских кольца, именуемых радиационными поясами Ван-Аллена. Это мощно заряженные ионы и электроны. Различные процессы способны ускорить эти частички к релятивистским скоростям, угрожающим космическому кораблю. Поэтому лучше не попадать в эти масштабные полосы разрушающих лучей. Ранее исследователи выделили конкретные факторы, способные привести к тому, что частицы в поясах будут сильно активированы, но они не могли вывести доминирующую причину.

Теперь новые исследования от миссии THEMIS помогли разобраться в происходящем. Главным виновником выступает локальное ускорение, вызванное ЭМ-волнами, которые также называют «хоровыми». По звучанию напоминают чириканье птиц и ускоряют частицы. Установление главной причины усовершенствования радиационного пояса предоставляет ключевую информацию для моделей, прогнозирующих космическую погоду, что позволит защитить наши космические технологии.

В фоновом магнитном поле, представленном голубыми стрелками, два электрона распространяются вправо, выполняя идентичную гиромоцию. Круговая поляризованная ЭМ-волна приближается к верхнему электрону слева

В поясах Ван-Аллена есть две главные причины возбуждения частиц: радиальная диффузия и локальное ускорение. Радиальная диффузия, часто появляющаяся в период солнечного шторма, представляют собою масштабные притоки частичек, энергии и магнитных полей Солнца, способных изменить нашу космическую среду.

Но ученые увидели, что локальное ускорение, вызванное частицами, контактирующими с волнами флуктуирующих электрических и магнитных полей, также может обеспечить энергию для частиц. Новое исследование показало, что эти взаимодействия волновых частиц ответственны за прибавление энергии частичкам вокруг Земли в течение 87% времени.

Исследователи понимали, что локальное ускорение срабатывает, потому что наблюдали горы энергетических частичек, растущих в одном месте. Это и предсказывал локальный механизм ускорения, а не скольжение по Земле в виде диффузии.