Maakera kiirgusvöödes esinevad elektronvood tekivad kosmiliste kiirte vastastikmõju tagajärjel planeedi atmosfääri ülemiste kihtide aatomitega, “koputades neist välja” neutronid, öeldakse ajakirjas Nature avaldatud artiklis.
“Esmakordselt suutsime tuvastada nende kõrge energiaga elektronide tekke Van Alleni vööde siseservas. Meil õnnestus lahendada mõistatus, mille üle füüsikud hämmingus olid peaaegu kuus aastakümmet, “ütles Xinlin Li Colorado ülikoolist Boulderis (USA).
Maal, erinevalt Veenusest ja paljudest teistest Päikesesüsteemi planeetidest, on oma magnetväli, mis tekib metalli vedelike voogude liikumise tagajärjel selle tuumas. See magnetväli toimib omamoodi "kilbina", mis peegeldab kosmilisi kiirte, kõrge energiaga laetud osakesi ja kaitseb Maad Päikese tuule ja koronaalsete masside väljutamise eest Päikesel.
Selle olemasolu jäljed on niinimetatud van Alleni vööd - kaks ala, mis asuvad Maa pinnast umbes 6 tuhande ja 60 tuhande kilomeetri kõrgusel, kus on suur hulk kõrge energiaga prootoneid ja elektrone, mis on "kinni püütud" Maa magnetvälja poolt ja liiguvad omamoodi magnetlõksus. Nende koosmõju atmosfääriga loob kauni aurora ning päikesepistete ajal põhjustab raadiohäireid ja muid tehnilisi probleeme.
Üks van Allen-vööde peamisi saladusi alates nende avastusest 1958. aastal on see, kust pärinevad kõrge energiaga elektronid ja prootonid, mis elavad Maa kiirguskilbis ja tekitavad planeedi poolustel rakette. Nagu Lee märgib, on teadlased juba pikka aega kahtlustanud, et nende allikas on atmosfääri aatomitega põrkuvad kosmilised kiired, kuid neil polnud selle kohta ühemõttelisi tõendeid.
Täiendav probleem on see, et supernoova plahvatuste ja pulsari aktiivsuse tekitatud kosmilised kiired "pommitavad" Maad umbes samal sagedusel, samal ajal kui Van Alleni vöödes elektronide arv ja omadused võivad dramaatiliselt muutuda väga suure kiirusega. See paneb paljud uurijad kahtlema, kas need elektronid tekivad neutronide lagunemise tagajärjel, mis kosmilised kiired "koputavad" lämmastiku ja hapniku aatomitest välja.
Nende ideede testimiseks panid Lee ja tema õpilased kokku CSSWE mikrosatelliidi, mis oli varustatud elektronide ja prootondetektorite miniatuursete analoogidega, mis töötati välja Colorado ülikoolis RBSP sondide jaoks, mille NASA käivitas 2012. aasta augustis, et uurida Van Alleni vööde struktuuri.
See satelliit lasti madalamale orbiidile ja see uuris mitte Van Alleni vööde sisemisi kihte, vaid selle esimese osa alumist serva, kus, nagu teadlased soovitasid, peaksid gaasimolekulide ja "kosmosest pärit külaliste" kokkupõrgete ajal sündima elektronid ja prootonid.
Reklaamvideo:
Nagu teadlased selgitavad, peaksid sellised kokkupõrked viima prootonite ja elektronide tootmiseni väga kitsastes energiavahemikes, et neid oleks hõlpsasti võimalik välja arvutada ja hinnata, kui sageli kosmilised kiired atmosfääri aatomitega kokku põrkuvad, ja mõista, millist rolli mängivad nad Van Alleni vööde täitmisel. ja kuidas nad sinna jõuavad.
Nagu näitasid need mõõtmised, tekivad sellised elektronid suurtes kogustes Maa raadiusega võrdsel kõrgusel ning nende moodustumise kiirus ja omadused püsisid kõigis piirkondades ja kõigil kõrgustel konstantsena. See räägib selle kasuks, et neid tekitavad tegelikult kosmilised kiired.
Pealegi näitab seda CSSWE poolt salvestatud elektronide arv - nagu teadlased märgivad, vastab nende arv ideaaljuhul sellele, kui palju neutroneid peaks kosmilisi kiirte tekitama. Kõik see annab tunnistust sellest, et peaaegu kõik aurorate sünnil osalevad elektronid on päriselt "kosmilise" päritoluga.
