Американские ученые обнаружили вблизи Земли область, в которой электроны разгоняются до скорости света. Этот «световой двигатель» находится за пределами магнитного поля планеты, его назвали форшоком. Свои выводы исследователи представили в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
Известно, что электроны могут ускоряться в зоне, которая находится дальше от Земли, чем предполагалось ранее. Однако механизмы разгона до сих пор оставались неизвестными. Астрофизики воспользовались данными, полученными пятью спутниками THEMIS, которые предназначаются для наблюдений за тем, как магнитосфера нашей планеты захватывает и выпускает частицы солнечного ветра, создавая полярные сияния.
Установлено, что электроны в составе солнечного ветра на сверхзвуковых скоростях (около 500 километров в секунду) сталкиваются с земной магнитосферой, образуя головную ударную волну — область плотной плазмы с высокой температурой и интенсивной турбулентностью. Частицы замедляются, в результате чего многие отклоняются от своих траекторий, а некоторые отражаются обратно, в сторону Солнца, формируя форшок.
Наблюдения показали, что электроны, находящиеся в форшоке, могут получать энергию за счет электромагнитной активности в области. Они начинают двигаться с околосветовыми (релятивистскими) скоростями в любых направлениях.
Результаты помогут ученым и инженерам разработать защиту для космических кораблей и астронавтов, чтобы отражать ускоренные частицы, которые могут привести к неисправности оборудования и воздействовать на здоровье людей.