Nāvējošo elektronu recepte
Publicēts: 19.03.2010
Ņemam sauju elektronus, kuriem piešķirts liels ātrums, un novietojam orbītā ap Zemi. Tad trāpam tiem ar Saules vētras triecinvilni. Jūsu rīcībā ir nāvējoši elektroni! Šo recepti jums piedāvā Eiropas kosmosa aģentūras Cluster misija.
Šie elektroni ir augsti enerģētiskas daļiņas, kas ieslodzītas ārējā Zemes radiācijas joslā, kura plešas no 12 000 līdz 64 000 kilometru augstumam virs planētas virsmas. Saules vētru laikā šo elektronu daudzums pieaug desmitkārtīgi. Ja tie tiek izsisti no savām pozīcijām, elektroni apdraud mākslīgos pavadoņus, radot īssavienojumus.
2004. gada 7. novembrī Saules vētra virzījās Zemes virzienā. Milzīgam strapplanetāram triecienvilnim sekoja magnētisks mākonis. Kad šis triecienvilnis pārvēlās pāri SOHO zondei, tika konstatēts, ka Saules vēja ātrums no 500 km/s ir palielinājies līdz 700 km/s.
Drīz vien pēc tam triecienvilnis skāra Zemes magnētosfēru, radot vilni, kas pārvietojas magnētiskā burbuļa iekšienē ar ātrumu 1200 km/s ģeostacionārās orbītas augstumā. Pieauga elektronu daudzums ārējā radiācijas joslā. To fiksēja visi četri Cluster pavadoņi, kas atrodas elipsveida orbītā ap Zemi. Tuvākajā punktā tie pielido 19 000 km, bet tālākajā - 119 000 km attālumā no Zemes.
Nāvējošo elektronu izcelsme ir viens no svarīgākajiem kosmisko laikapstākļu izpētes uzdevumiem. Pateicoties Cluster un citu projektu ietvaros savāktajiem datiem, zinātnieki ir konstatējuši, ka pastāv divu veidu procesi, kuros elektroni var tik paātrināti. Viens no tiem ir saistīts ar ļoti zemas frekvences viļņiem (VLF) 3-30 kHz, bet otrā procesā ir iesaistīti īpaši zemas frekvences viļņi (ULF) 0,001-1 Hz.
"Abu tipu viļņi paātrina elektronus Zemes radiācijas joslās, bet atšķirīgos laika periodos. ULF ir ātrāki nekā VLF," skaidroja Kvigangs Zongs no Pekinas universitātes Ķīnā.
Iegūtajos datos redzams, ka nāvējošo elektronu skaits būtiski pieaug divpakāpju procesa rezultātā. Sākotnējo paātrinājumu rada spēcīga magnētiskā lauka kompresija, kuru izraisa Saules vētras triecienvilnis. Pēc tam Zemes magnētiskā lauka līnijas sāk svārstīties īpaši zemās frekvencēs. Šie ULF viļņi veiksmīgi paātrina jau aktivētos elektronus līdz tādiem enerģijas līmeņiem, lai tie kļūtu par nāvējošiem elektroniem.
Lai arī datu apkopošana ir bijis laikietilpīgs process, zinātnieki uzskata, ka bija vērts gaidīt šos rezultātus. Tagad ir zināma nāvējošo elektronu recepte. Ja šie elektroni tiek izsviesti no radiācijas joslas Zemes virzienā, atmosfēru tie sasniedz aptuveni 15 minūšu laikā.
"Šis atklājums ļaus mums uzlabot kosmisko laikapstākļu prognožu modeļus. Tā kā Saules aktivitāte pieaug, ir sagaidāmi daudzi triecienviļņi, kas skars Zemes magnetosfēru," teica Eiropas kosmosa aģentūras Cluster misijas vadītājs Filippe Eskobets.
ESA
Komentāri
