Ο εσωτερικός ιμάντας ακτινοβολίας της Γης εμφανίζει ένα περίεργο ριγέ μοτίβο με ζέβρα, σύμφωνα με τα τελευταία ευρήματα από τους δίδυμους Van Allen Probes της NASA. Επιπλέον, η αιτία της ρίψης φαίνεται να είναι η περιστροφή της ίδιας της Γης - κάτι που προηγουμένως θεωρήθηκε αδύνατο.
«... είναι πραγματικά ταπεινό, ως θεωρητικός, να δούμε πόσο γρήγορα νέα δεδομένα μπορούν να αλλάξουν την κατανόησή μας για τις φυσικές ιδιότητες».
- Aleksandr Ukhorskiy, Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής Πανεπιστημίου Johns Hopkins
Ο πλανήτης μας περιβάλλεται από δύο μεγάλες περιοχές ακτινοβολίας σε σχήμα ντόνατ που ονομάζονται ζώνες Van Allen, μετά τον αστροφυσικό James Van Allen που ανακάλυψε την παρουσία τους το 1958. (Ο Van Allen πέθανε στην ηλικία των 91 το 2006.) Η εσωτερική ζώνη Van Allen, που εκτείνεται από περίπου 800 έως 13.000 χιλιόμετρα (500 έως 8.000 μίλια) πάνω από τη Γη, περιέχει ηλεκτρόνια και πρωτόνια υψηλής ενέργειας και ενέχει κίνδυνο τόσο για το διαστημικό σκάφος όσο και για τον άνθρωπο, είτε συμβεί να περνούν σημαντικό χρόνο μέσα σε αυτό.
Διαβάστε περισσότερα: Η εκπληκτική ζώνη τρίτης ακτινοβολίας βρέθηκε γύρω από τη Γη
Ξεκίνησε με έναν πύραυλο Atlas V από το Cape Canaveral AFS το πρωί της 30ης Αυγούστου 2012, οι Van Allen Probes (αρχικά το Radiation Belt Storm Probes) βρίσκονται σε διετή αποστολή για να διερευνήσουν τις ζώνες και να μάθουν πώς συμπεριφέρονται και εξελίσσεται με την πάροδο του χρόνου.
Ένα από τα όργανα πάνω στους δίδυμους ανιχνευτές, το πείραμα ιόντων σύνθεσης ιμάντα ακτινοβολίας ιμάντα (RBSPICE), ανίχνευσε ένα επίμονο ριγέ μοτίβο στα σωματίδια εντός του εσωτερικού ιμάντα. Ενώ κάποτε θεωρήθηκε ότι οποιεσδήποτε δομές εντός των ζωνών ήταν αποτέλεσμα της ηλιακής δραστηριότητας, χάρη στο RBSPICE έχει πλέον καθοριστεί ότι η περιστροφή της Γης και ο κεκλιμένος μαγνητικός άξονας είναι η αιτία.
«Λόγω της άνευ προηγουμένου υψηλής ενέργειας και χρονικής ανάλυσης του ενεργητικού μας πειράματος σωματιδίων, RBSPICE, καταλαβαίνουμε τώρα ότι τα ηλεκτρόνια του εσωτερικού ιμάντα είναι, στην πραγματικότητα, πάντα οργανωμένα σε μοτίβα ζέβρας», δήλωσε ο Aleksandr Ukhorskiy του Johns Hopkins Applied Physics. Laboratory (APL) στο Laurel, MD, συν-ερευνητής στο RBSPICE και επικεφαλής συγγραφέας της εφημερίδας. «Επιπλέον, η μοντελοποίηση μας προσδιορίζει με σαφήνεια την περιστροφή της Γης ως τον μηχανισμό δημιουργίας αυτών των μοτίβων. Είναι πραγματικά ταπεινό, ως θεωρητικός, να δούμε πόσο γρήγορα νέα δεδομένα μπορούν να αλλάξουν την κατανόησή μας για τις φυσικές ιδιότητες. "
Το μοντέλο του σχηματισμού των ριγέ μοτίβων παρομοιάζεται με το τράβηγμα του taffy.
«Εάν οι πληθυσμοί ηλεκτρονίων του εσωτερικού ιμάντα θεωρούνται ως ιξώδες υγρό», δήλωσε ο Ukhorskiy, «αυτές οι παγκόσμιες ταλαντώσεις τεντώνουν και διπλώνουν αργά αυτό το υγρό, όπως το taffy τεντώνεται και διπλώνεται σε μια μηχανή αποθήκευσης καραμελών».
«Αυτό το εύρημα μας λέει κάτι νέο και σημαντικό για το πώς λειτουργεί το σύμπαν», δήλωσε ο Barry Mauk, επιστήμονας του προγράμματος στο APL και συν-συγγραφέας της εφημερίδας. «Τα νέα αποτελέσματα αποκαλύπτουν έναν νέο φυσικό μηχανισμό μεγάλης κλίμακας που μπορεί να είναι σημαντικός για τους ιμάντες πλανητικής ακτινοβολίας σε όλο το ηλιακό σύστημα. Ένα όργανο παρόμοιο με το RBSPICE βρίσκεται τώρα στο δρόμο για τον Δία στην αποστολή Juno της NASA, και θα αναζητήσουμε την ύπαρξη μοτίβων με ζέβρα μοτίβα στις ζώνες ακτινοβολίας του Δία. "
Οι ζώνες του Jupiter Van Allen είναι παρόμοιες με αυτές της Γης πολύ μεγαλύτερος; Το μαγνητικό πεδίο του Δία είναι δέκα φορές ισχυρότερο από τη Γη και η ακτινοβολία στις ζώνες του είναι ένα εκατομμύριο φορές πιο ισχυρή(πηγή). Ο Juno θα φτάσει στον Δία τον Ιούλιο του 2016 και θα περάσει περίπου ένα χρόνο σε τροχιά, ερευνώντας την ατμόσφαιρα, το εσωτερικό και τη μαγνητόσφαιρα.
Χάρη στους ανιχνευτές Van Allen. Η Juno έχει πλέον ένα ακόμη χαρακτηριστικό που πρέπει να αναζητήσει στις ζώνες ακτινοβολίας του Δία.
«Είναι εκπληκτικό το πώς το διαστημικό περιβάλλον της Γης, συμπεριλαμβανομένων των ιμάντων ακτινοβολίας, συνεχίζει να μας εκπλήσσει ακόμη και αφού τα μελετήσουμε για πάνω από 50 χρόνια. Η κατανόησή μας για τις περίπλοκες δομές των ζωνών και τις διαδικασίες πίσω από τις συμπεριφορές των ζωνών, συνεχίζει να αυξάνεται, όλα συμβάλλουν στον τελικό στόχο της παροχής ακριβούς μοντελοποίησης διαστημικού καιρού. "
- Louis Lanzerotti, καθηγητής φυσικής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Νιου Τζέρσεϋ και κύριος ερευνητής της RBSPICE
Τα ευρήματα της ομάδας έχουν δημοσιευτεί στο τεύχος του περιοδικού στις 20 ΜαρτίουΦύση.
Οι Van Allen Probes είναι η δεύτερη αποστολή στο πρόγραμμα Living With a Star της NASA, το οποίο διαχειρίζεται το διαστημικό κέντρο πτήσης Goddard της NASA στο Greenbelt, MD. Το πρόγραμμα διερευνά πτυχές του συνδεδεμένου συστήματος ήλιου-γης που επηρεάζουν άμεσα τη ζωή και την κοινωνία.
Πηγή: Δελτίο ειδήσεων Van Allen Probes
