Pasovi Van Allen pulzirajo iz sončnih delcev. Kreditna slika: NASA / Tom Bridgman. Kliknite za povečavo
Glede na nove raziskave ekipe, ki jo vodi NASA, se "varna cona" v sevalnih pasovih, ki obdajajo Zemljo, premika na višino in širino med vrhovi sončne aktivnosti. Varno območje ponuja zmanjšano intenzivnost sevanja vsem potencialnim vesoljskim plovilom, ki morajo leteti na območju sevalnega pasu.
"Ta nova raziskava nas približuje razumevanju, kako del sevalnega pasu izginja," je dejal dr. Shing Fung iz Nasinega vesoljskega letališkega centra Goddard, Greenbelt, dr. Fung, vodilni avtor prispevka o tej raziskavi, ki se pojavlja v vrstica različice Geofizičnih raziskovalnih pisem 22. februarja.
Skupina je svoje rezultate utemeljila z meritvami hitrih delcev (elektronov), ki so sestavljeni iz "sevalnega pasu Van Allen", iz serije meteoroloških vesoljskih plovil Nacionalne oceanske in atmosfere med leti 1978 in 1999. Ko je vesoljsko plovilo letelo v na svojih polarnih orbitah so zaznali manj delcev sevalnega pasu na določenem širinskem območju, kar kaže na prehode varnih območij vesoljskega plovila. Raziskovalci so primerjali podatke, pridobljene v sorazmerno nizkem obdobju sončne aktivnosti, imenovanem sončni minimum, s podatki iz največjih obdobij sončne aktivnosti, imenovane sončni maksimum. Opazili so premik lokacije varne cone v smeri višjih zemljepisnih širin in s tem nadmorske višine med sončnim maksimumom.
Če bi bili sevalni pasovi vidni, bi podobni paru krofov okoli Zemlje, eden v drugem, z Zemljo v "luknji" notranjega krofa. Varna cona, imenovana "reža območje", bi bila videti kot vrzel med notranjim in zunanjim krofom. Pasovi dejansko so sestavljeni iz hitro naelektrenih delcev (elektronov in atomskih jeder), ki so ujeti v Zemljinem magnetnem polju.
Zemljino magnetno polje je lahko predstavljeno s črtami magnetne sile, ki izhajajo iz območja Južnega polarja, v vesolje in nazaj v območje Severnega Polarja. Ker so delci sevalnega pasu napolnjeni, jih gibanje vodijo z magnetnimi silami. Ujeti delci bi med speljevanjem okoli poljskih črt odbijali med drogove.
Na tem območju so ujeti tudi zelo nizki frekvenčni (VLF) radijski valovi in plinov v ozadju (plazma). Tako kot prizma, ki lahko upogne svetlobni žarek, lahko plazma upogne poti širjenja valov VLF, zaradi česar valovi tečejo po Zemljinem magnetnem polju. VLF valovi očistijo varno območje z interakcijo z delci sevalnega pasu, odstranijo malo njihove energije in spremenijo svojo smer. To znižuje mesto nad polarnimi območji, kjer delci odskočijo (imenovani zrcalna točka). Sčasoma zrcalna točka postane tako nizka, da je v Zemljini atmosferi. Ko se to zgodi, ujeti delci trčijo v atmosferske delce in se izgubijo.
Po mnenju ekipe je varno območje ustvarjeno na območju, kjer so pogoji, ki valijo VLF, da bi delce spodbudili. Njihove raziskave so prvi pokazatelj, da se lokacija tega območja lahko spreminja s ciklom sončne aktivnosti. Sonce gre skozi 11-letni cikel dejavnosti, od največjega do najmanjšega, in spet nazaj. Med sončnim maksimumom povečano sončno ultravijolično (UV) sevanje segreva Zemljino zgornjo atmosfero, ionosfero, zaradi česar se ta širi. To povečuje gostoto plazme, ujete v Zemljinem magnetnem polju.
Ugodni pogoji za interakcijo VLF valo-delci so odvisni od posebne kombinacije gostote plazme in jakosti magnetnega polja. Čeprav se plazemska gostota na splošno zmanjšuje z nadmorsko višino, širitev ionosfere med sončnim maksimumom naredi plazmo gostejšo na najmanjši sončni višini varnega območja in prisili ugodno plazemsko gostoto, da se varna cona preseli na večjo nadmorsko višino. Poleg tega se z višino zmanjšuje tudi jakost magnetnega polja. Da bi našli varno jakost magnetnega polja za varno območje na višjih nadmorskih višinah, bi se morali premakniti proti polovam (višje zemljepisne širine), kjer so črte magnetnega polja bolj koncentrirane in tako močnejše.
"To odkritje pomaga zožiti iskanje primarnega območja interakcij med valovi in delci, ki ustvarja varno območje," je dejal Fung. "Čeprav trenutno nobeno znano vesoljsko plovilo varno območje ne uporablja široko, bi lahko naše znanje pomagalo pri načrtovanju in operacijah prihodnjih misij, ki želijo to območje izkoristiti."
Po mnenju raziskovalcev je njihovo odkritje omogočilo novo orodje za izbiro in iskanje podatkov, ki ga je razvila skupina, imenovano Magnetospheric State Query System. Raziskavo sta financirala NASA in Nacionalni raziskovalni svet. V ekipo so Fung, dr. Xi Shao (Nacionalni raziskovalni svet, Washington) in dr. Lun C. Tan (QSS Group, Inc., Lanham, Md.).
Izvirni vir: NASA News Release
