Van Allen diržai pulsuoja iš saulės dalelių. Atvaizdo kreditas: NASA / Tomas Bridgmanas. Spustelėkite norėdami padidinti
Remiantis naujais NASA vadovaujamos komandos tyrimais, Žemę supančių radiacijos juostų „saugi zona“ juda aukščiau ir aukščiau saulės aktyvumo piko metu. Saugi zona suteikia mažesnį radiacijos intensyvumą bet kokiems potencialiems erdvėlaiviams, kurie turi skraidyti radiacijos juostos srityje.
„Šis naujas tyrimas priartina mus prie supratimo, kaip dingsta radiacijos juostos dalis“, - teigė dr. Shing Fung iš NASA „Goddard“ kosminių skrydžių centro, Greenbelt, Md. Fung. eilutė „Geofizinių tyrimų laiškai“ vasario 22 d.
Komanda savo rezultatus pagrindė greitųjų dalelių (elektronų), kurias sudaro „Van Allen radiacijos diržas“, matavimais iš Nacionalinės vandenynų ir atmosferos administracijos polarizuotų orbitos meteorologinių erdvėlaivių serijos 1978–1999 metais. savo poliarinėmis orbitomis, jie aptiko mažiau radiacijos juostų dalelių tam tikrame platumos diapazone, tai rodo, kad kosminis laivas praeina saugiomis zonomis. Tyrėjai palygino duomenis, surinktus per santykinai mažus saulės aktyvumo laikotarpius, vadinamus saulės minimumu, su duomenimis apie piko saulės aktyvumo periodus, vadinamus saulės maksimumu. Jie pastebėjo saugaus zonos poslinkio link aukštesnes platumas, taigi ir aukštį, saulės spinduliavimo metu.
Jei radiacijos diržai būtų matomi, jie panašūs į spurgas aplink Žemę, vienas jų viduje, su žeme vidinės spurgos „skylėje“. Saugi zona, vadinama „plyšio sritimi“, atsiras kaip tarpas tarp vidinės ir išorinės spurgos. Diržai iš tikrųjų susideda iš greitųjų elektra įkrautų dalelių (elektronų ir atominių branduolių), įstrigusių Žemės magnetiniame lauke.
Žemės magnetinį lauką gali pavaizduoti magnetinės jėgos linijos, kylančios iš pietų poliarinio regiono, išeinančio į kosmosą ir atgal į šiaurinį poliarinį regioną. Kadangi radiacijos juostos dalelės yra įkrautos, jų judesiai vadovaujasi magnetinėmis jėgos linijomis. Įstrigusios dalelės gali atšokti tarp polių, o spiralės aplink lauko linijas.
Šiame regione taip pat yra įstrigę labai žemo dažnio (VLF) radijo bangos ir fono dujos (plazma). Kaip ir prizmė, galinti sulenkti šviesos pluoštą, plazma gali sulenkti VLF bangų sklidimo kelius, todėl bangos gali tekėti išilgai Žemės magnetinio lauko. VLF bangos išvalo saugią zoną sąveikaudamos su radiacijos juostos dalelėmis, pašalindamos šiek tiek jų energijos ir pakeisdamos kryptį. Tai sumažina vietą virš polinių regionų, kur dalelės atsimuša (vadinamos veidrodiniu tašku). Galiausiai veidrodžio taškas tampa toks žemas, kad yra Žemės atmosferoje. Kai tai atsitiks, įstrigusios dalelės susidurs su atmosferos dalelėmis ir bus prarastos.
Anot komandos, saugi zona yra sukurta regione, kuriame sąlygos yra palankios, kad VLF bangos spardytų daleles. Jų tyrimai yra pirmieji požymiai, rodantys, kad šio regiono vieta gali pasikeisti atsižvelgiant į saulės aktyvumo ciklą. Saulė eina per 11 metų veiklos ciklą, nuo maksimalaus iki minimalaus ir vėl atgal. Maksimalios saulės spinduliuotės metu padidėjusi saulės ultravioletinė (UV) spinduliuotė kaitina Žemės viršutinę atmosferą - jonosferą, todėl ji plečiasi. Tai padidina plazmos, įstrigusios Žemės magnetiniame lauke, tankį.
Palankios VLF bangos ir dalelių sąveikos sąlygos priklauso nuo konkretaus plazmos tankio ir magnetinio lauko stiprio derinio. Nors plazmos tankis paprastai mažėja didėjant aukščiui, maksimalios saulės spinduliuotės metu jonosferos išsiplėtimas daro plazmą tankesnę saugios zonos mažiausiame saulės aukštyje ir priverčia saugią zoną palankų plazmos tankį pereiti į didesnį aukštį. Be to, magnetinio lauko stipris mažėja ir aukštyje. Norint rasti palankią saugios zonos magnetinio lauko stiprumą didesniame aukštyje, reikia pereiti prie polių (aukštesnių platumų), kur magnetinio lauko linijos yra labiau koncentruotos ir todėl stipresnės.
„Šis atradimas padeda susiaurinti pirminės bangos ir dalelių sąveikos regiono, sukuriančio saugią zoną, paieškas“, - sakė Fung. "Nors nė vienas žinomas erdvėlaivis dabar plačiai nenaudoja saugios zonos, mūsų žinios galėtų padėti planuoti ir vykdyti būsimas misijas, norinčias pasinaudoti šia zona."
Anot tyrinėtojų, jų atradimą įgalino naujas duomenų atrankos ir paieškos įrankis, kurį sukūrė komanda, vadinama „Magnetosferos būsenos užklausų sistema“. Tyrimą finansavo NASA ir Nacionalinė tyrimų taryba. Komandą sudaro Fung, daktaras Xi Shao (Nacionalinė tyrimų taryba, Vašingtonas) ir dr. Lun C. Tan („QSS Group, Inc.“, Lanham, Md.).
Originalus šaltinis: NASA naujienų leidinys
