Физики объяснили природу третьего радиационного пояса вокруг Земли

Международная группа астрофизиков во главе с Юрием Шприцем из Массачусетского технологического института и Сколковского технологического института определила природу недавно открытого третьего радиационного пояса Земли. Ученые показали, что во внешнее кольцо, обнаруженное в феврале 2013 года, попадают ультрарелятивистские электроны и что их движение там намного стабильнее, чем в ранее известных двух внутренних поясах. Подробности приведены в статье для журнала Nature Physics, а краткое изложение приводит PhysOrg со ссылкой на присланные университетом Калифорнии в Лос-Анджелесе материалы.

Третий радиационный пояс вокруг Земли формируется выброшенными из двух внутренних поясов ультрарелятивистскими электронами. Эти частицы, как подчеркивают исследователи, отличаются от других электронов, представленных в околоземном пространстве. В отличие от иных частиц, представленные в третьем кольце электроны обладают большей энергией.

За счет этого они значительно слабее взаимодействуют с плазменными волнами, которые возникают в магнитосфере Земли. Изначально именно плазменные волны выбрасывают электроны в околоземное пространство на расстояния в тысячи и десятки тысяч километров (второй пояс расположен на уровне около 20 тысяч километров) и они же обеспечивают разгон частиц до скоростей, близких к скорости света. Но частицы, попадающие в третье кольцо, имеют столь высокую энергию, что уже практически не взаимодействуют с плазменными волнами и за счет этого могут достаточно долго оставаться на своих орбитах.

Знание о стабильности третьего радиационного пояса, выявленного при помощи запущенных в августе 2012 года специализированных спутников Van Allen Probes (два одинаковых аппарата) носит не только теоретический характер. Исследователи подчеркивают, что ультрарелятивистские электроны представляют серьезную угрозу для искусственных спутников Земли, так как прямое попадание электрона с энергией в несколько мегаэлектронвольт в микроэлектронные компоненты вызывает их повреждение с последующим сбоем компьютера или даже необратимым выходом чипа из строя. Во время солнечных вспышек радиационные пояса, впервые открытые американскими (Ван Аллен, на основе данных «Эксплорера-1») и советскими (Сергей Вернов и Александр Чудаков, данные «Спутника-3») астрофизиками в 1958 году заметно увеличиваются в размерах, а концентрация частиц в них тоже возрастает.

Релятивистскими частицами в физике называют частицы, скорость которых настолько велика, что в расчетах необходимо учитывать эффекты, описанные специальной теорией относительности (на латыни: relativitas specialis). Одним из таких эффектов является возрастание кинетической энергии частицы вплоть до бесконечности при достижении скорости света, а другой, описанный известной формулой E=mc2, заключается в эквивалентности массы и энергии: даже покоящаяся частица имеет энергию покоя, равную примерно 9*1013 джоулей на каждый грамм. Когда кинетическая энергия разогнанного до релятивистской скорости объекта становится намного больше энергии покоя, говорят об ультрарелятивистском случае.

Обсудить
Наука и техника
 — 
16:00 23 мая 2017

Звездные дети

Как пятиклассники из «Сколково» стали первооткрывателями звезд
Маэстро, урежьте марш
Большая семерка и НАТО — не «концерт держав», а оркестр
Manchester Arena incident Police at Manchester Arena after reports of an explosion at the venue during an Ariana Grande gigКровь Манчестера
Что известно о взрыве, унесшем жизни минимум 22 человек
The library at Holland House in Kensington, London, extensively damaged by a Molotov 'Breadbasket' fire bombВзорвать Британию
Соединенное Королевство уже 48 лет ведет необъявленную войну с бомбистами
Kurdish Peshmerga forces guard their position at Omar Khaled village near Tal Afar, west of Mosul August 24, 2014. Peshmerga forces intensified their defences in the southern parts of the oil-rich city of Kirkuk on Saturday, defending ramparts just a few hundred metres away from Islamic State militants.Боевой народ
Рассорят ли курды США и Турцию
Дональд ТрампТанцы с саблями
Президент США с удовольствием и пользой провел время в ваххабитском королевстве
US former President Barack Obama and his wife Michelle walk during their visit to Siena, Tuscany region, Italy, Monday, May 22, 2017. The Obamas arrived in Tuscany last Friday for a six-day holiday. (Fabio Di Pietro/ANSA via AP)
комментарии:
На свободу с чистой совестью
Новая жизнь Обамы и его семьи — еще лучше прежней
Бьюти-блогер Shaaanxo Макияж с шестью нулями
Красивый бизнес по-женски: как заработать миллионы на пудре и помадах
Памела Андерсон на Каннском фестивалеПамела, которую мы потеряли
Звезда «Спасателей Малибу» и другие знаменитости, очарованные ботоксом
Трое — не толпа
Как живется в любовном союзе, если в нем больше двух человек
Тест-драйв японского брата «Дастера»
Как Nissan Terrano стал еще ближе к Renault Duster
Машины, нарисованные кофе
Легендарные гоночные машины, нарисованные с помощью кофе
15 машин на реактивной тяге
90-летняя история автомобилей с двигателями от самолетов и ракет
«Фольксвагены» мечты
Пять кастомных концептов VW для покорения США
От нашего стола
Российские интерьеры, сводящие иностранцев с ума
Зависли на хате
Украинцы придумали дом, который может обойтись без российского газа
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности