Fluxurile de electroni în centurile de radiații ale Pământului apar ca urmare a interacțiunilor razelor cosmice cu atomii din straturile superioare ale atmosferei planetei, „eliminând” neutronii din ei, potrivit unui articol publicat în revista Nature.
„Pentru prima dată, am putut detecta crearea acestor electroni cu energie mare la marginea interioară a centurilor Van Allen. Am reușit să rezolvăm ghicitoarea cu care fizicienii s-au încurcat de aproape șase decenii”, a declarat Xinlin Li de la Universitatea din Colorado din Boulder (SUA).
Pământul, spre deosebire de Venus și o serie de alte planete ale sistemului solar, are propriul său câmp magnetic, care este generat ca urmare a mișcării fluxurilor de lichid de metal în miezul său. Acest câmp magnetic acționează ca un fel de „scut” care reflectă razele cosmice, particulele încărcate cu energie mare și protejează Pământul de vântul solar și de ejecțiile de masă coronală pe Soare.
Urmele existenței sale sunt așa-numitele centuri van Allen - două regiuni aflate la altitudini de aproximativ 6 mii și 60 de mii de kilometri de suprafața Pământului, unde există un număr mare de protoni și electroni cu energie mare, „prinși” de câmpul magnetic al Pământului și care se deplasează într-un fel de capcană magnetică. Interacțiunea lor cu atmosfera generează aurore frumoase și, în timpul rachetelor solare, duce la interferențe radio și alte probleme tehnice.
Unul dintre principalele mistere ale centurilor Van Allen de la descoperirea lor în 1958 este locul de unde provin electronii și protonii cu energie mare care locuiesc în scutul de radiație al Pământului și generează flăcări la poli ai planetei. După cum observă Lee, oamenii de știință au suspectat de multă vreme că sursa lor sunt razele cosmice care se ciocnesc cu atomii din atmosferă, dar nu aveau dovezi fără echivoc în acest sens.
O problemă suplimentară este că razele cosmice, generate de exploziile de supernove și de activitatea pulsarilor, „bombardează” Pământul la aceeași frecvență, în timp ce numărul și proprietățile electronilor din centurile Van Allen se pot schimba dramatic la o rată foarte mare. Acest lucru face ca mulți cercetători să se îndoiască că acești electroni apar ca urmare a degradărilor de neutroni, care razele cosmice „elimină” din atomii de azot și oxigen.
Pentru a testa aceste idei, Lee și studenții săi au asamblat microsatelitul CSSWE, echipat cu omologii miniaturi ai detectoarelor de electroni și protoni care au fost dezvoltați la Universitatea din Colorado pentru sondele RBSP lansate de NASA în august 2012 pentru a studia structura centurilor Van Allen.
Acest satelit a fost lansat pe o orbită inferioară și a studiat nu straturile interioare ale centurilor Van Allen, ci marginea inferioară a primei sale părți, unde, așa cum sugerau oamenii de știință, electronii și protonii ar trebui să se nască în timpul coliziunilor moleculelor de gaz și „oaspeților din spațiu”.
Video promotional:
Astfel de coliziuni, după cum explică oamenii de știință, ar trebui să conducă la producerea de protoni și electroni în intervale de energie foarte restrânse, astfel încât să poată fi ușor calculate și estimate cât de des se ciocnesc razele cosmice cu atomii atmosferici și să înțeleagă ce rol joacă în umplerea centurilor Van Allen și cum ajung acolo.
După cum au arătat aceste măsurători, astfel de electroni apar în cantități mari la o altitudine aproximativ egală cu raza Pământului, iar rata formării lor și a proprietăților lor au rămas constante în toate regiunile și la toate altitudinile. Aceasta vorbește în favoarea faptului că acestea sunt de fapt generate de razele cosmice.
Mai mult, acest lucru este demonstrat de numărul de electroni înregistrați de CSSWE - numărul lor, după cum remarcă oamenii de știință, corespunde aproape ideal cu câte neutroni ar trebui să genereze raze cosmice. În consecință, toate acestea atestă faptul că aproape toți electronii care participă la nașterea aurorelor au o origine cu adevărat „cosmică”.
