Ανιχνευτές στη ζώνη Van Allen ρίχνουν φως σε μυστήριο δεκαετιών

Πρώτη δημοσίευση από NASA, 20 Δεκεμβρίου 2013

Image Credit: 

NASA

Γραφική απεικόνιση της NASA των ανιχνευτών στη ζώνη Van Allen  σε τροχιά εντός των ζωνών ακτινοβολίας της Γης

Νέα έρευνα, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα από την αποστολή ανιχνευτών Van Allen της NASA βοηθά στην επίλυση δεκαετούς επιστημονικής αβεβαιότητας όσον αφορά την προέλευση των εξαιρετικά σχετικιστικών ηλεκτρονίων στο εγγύς διαστημικό περιβάλλον της Γης, και είναι πιθανό να επηρεάσει την κατανόησή μας στις πλανητικές μαγνητόσφαιρες σε όλο το σύμπαν.

Η κατανόηση των διεργασιών που ελέγχουν το σχηματισμό και την απόλυτη απώλεια αυτών των σχετικιστικών ηλεκτρονίων, είναι ο πρωταρχικός στόχος της επιστήμης των ανιχνευτών Van Allen και έχει σημαντικές πρακτικές εφαρμογές, λόγω των τεράστιων ποσών ακτινοβολίας που παγιδεύονται μέσα στις δύο ζώνες ακτινοβολίας Van Allen.

Οι ζώνες, αποτελούνται από υψηλής ενέργειας ηλεκτρόνια και πρωτόνια που ανακαλύφθηκαν πάνω από την ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης το 1958 από τον Αμερικανό φυσικό James Van Allen, μπορεί να αποτελέσουν σημαντικό κίνδυνο για τους δορυφόρους και τα διαστημικά σκάφη, καθώς και για τους αστροναύτες που ασκούν δραστηριότητες έξω από αυτά.

Τέτοια ηλεκτρόνια στην εξωτερική ζώνη ακτινοβολίας της Γης μπορεί να παρουσιάζουν έντονη αύξηση στην ένταση, ως απάντηση στην δραστηριότητα του ήλιου, και τις αλλαγές του ηλιακού ανέμου - αλλά η κυριαρχία φυσικών μηχανισμών που ευθύνονται για την επιτάχυνση ηλεκτρονίων, όπως η ζώνη ακτινοβολίας που έχει παραμείνει άλυτο θέμα για δεκαετίες.

Υπάρχουν δύο αρχικοί υποψήφιοι για την επιτάχυνση ηλεκτρονίων, ένας εξωτερικός και ένας εσωτερικός. Απ'έξω από τις ζώνες, έχει αναπτυχθεί μια θεωρητική διαδικασία γνωστή ως «εσωτερική ακτινωτή διάχυτη μεταφορά».

Μέσα από τις ζώνες, οι επιστήμονες υποθέτουν ότι τα ηλεκτρόνια υφίστανται ισχυρή τοπική επιτάχυνση από τα πολύ χαμηλά κύματα συχνότητας πλάσματος.

Υπάρχουν διαφωνίες και ως προς την ίδια τη φύση της επιτάχυνσης του κύματος: Είναι στοχαστικό - δηλαδή, μια γραμμική και διάχυτη διαδικασία - ή είναι μη γραμμική και συνεκτική;

Σε έρευνα που δημοσιεύτηκε στις 19 Δεκεμβρίου του 2013, στο περιοδικό Nature, ο επικεφαλής συγγραφέας Richard Thorne και οι συνεργάτες του αναφέρουν στις μετρήσεις υψηλής ανάλυσης, που γίνονται από τους ανιχνευτές Van Allen, οι οποίοι δείχνουν ότι η τοπική επιτάχυνση είναι σε εργασία.

Η ομάδα, παρατήρησε ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας κατά τη διάρκεια μιας γεωμαγνητικής καταιγίδας της 9 Οκτωβρίου 2012, τα οποία αναλύονται μαζί με ένα μοντέλο σφαιρικού κύματος που βασίζονται σε δεδομένα.

Η ανάλυσή τους, αποκαλύπτει ότι η γραμμική, στοχαστική σκέδαση από την φυσικά έντονη,  πολύ χαμηλή συχνότητα ραδιοκυμάτων - γνωστή ως «χορωδία κυμάτων» - στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης μπορεί να ευθύνεται για την παρατηρούμενη συσσώρευση σχετικιστικών ηλεκτρόνιων.



Μετάφραση: To-New-Sas

ΠΗΓΗ: http://www.nasa.gov