Радиационное кольцо таинственно появляется вокруг Земли, но затем рассеивается

Высоко над поверхностью Земли плавают два кольца из энергичных заряженных частиц, и в течение приблизительно четырех недель в сентябре, к ним присоединилось третье. Временные кольца могли образоваться в ответ на солнечные ударные волны, которая прошли мимо Земли.

Это открытие может заставить учёных пересмотреть десятилетия сложившихся представлений о структуре поясов Ван Аллена, пончико-образных кольцах излучения, попавших в орбиту магнитного поля планеты. Эти изменения могли бы улучшить предсказания космической погоды и понимание учёных космического пространства вблизи Земли, что приведёт к лучшей защите пилотируемых и беспилотных космических аппаратов, которые отправляются в эти районы.

"Это очень важное открытие",- говорит Юрий Шприц из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, который не принимал участия в исследовании. "Более полувека после открытия радиационных поясов, это самая важная область пространства, где большинство спутников работают, и теперь она ставит перед нами новые загадки".

До этого открытия, исследователи думали, что пояс Ван Аллена всегда содержал две зоны частиц высокой энергии: внутренняя зона, состоящая в основном из протонов и небольшого количества электронов, и внешней зоны, в которой преобладают электроны. Область с малым количеством веществ отделяет эти зоны. Поясы появляются в верхней атмосфере, около 1000 км над поверхностью Земли, чтобы примерно составляет пять или шесть земных радиусов от поверхности планеты.

Ранее НАСА, при помощи космических аппаратов Explorer и Pioneer, обнаружила и нанесла на карту пояса в 1958 году. Учёные уже давно знали, что излучение поясов может колебаться значительно, особенно у внешней зоны. Нарушения, такие как солнечные бури, которые разрушают магнитное поле Земли могут повлиять на внешнюю зону, изменить её форму или уменьшить, увеличить количество её частиц.

30 августа НАСА запустило 2 космических зонда для изучения тонких деталей: повреждения и из чего состоит пояс. Зонды неоднократно проходили через пояса, проходя орбиту примерно каждые девять часов. Через несколько дней после начала запуска зондов, исследователи во главе с Даниэлем Бейкером из Университета Колорадо Боулдер смотрели на третье кольцо, растущее между двумя существующими поясами, и внешнее кольцо, которое тоже стало расширяться. Через месяц оно исчезло, так же как и внешняя зона, временно оставив только одно кольцо. В последующие месяцы, нормальная структура в виде двух колец постепенно вернулась."Я очень рад, что наблюдения на столь раннем этапе программы может выявить такие новые вещи",- говорит Бейкер.

Солнце выпустило ударные волны, которые прошли у Земли в начале сентября, и возможно, по предположением исследователей, это создало третье кольцо. Другая ударная волна пришла через в начале октября и, возможно, уничтожила два внешних кольца.

Учёные не знают, как часто появляется третье кольцо. "Я был бы удивлен, если в последние 4,5 миллиарда лет этого ещё не происходило",- говорит Бейкер. Зонды могут предоставить ответы на вопросы о частоте появления третьего кольца.

"Никаких сообщений не появилось о ущербе для спутников от короткого существования третьего кольца, хотя операторы часто не раскрывают эту информацию",- говорит Джо Канчес из Космической Национальной Службы Погоды Центра Прогнозирования Погоды.

Учёные продолжают анализировать данные от датчиков для уточнения теоретических и наблюдательных знаний о поясе. "Результаты работы зондов также могут помочь инженерам-конструкторам лучше защищать космические аппараты от поясов вредного излучения. И синоптики могли бы использовать в режиме реального времени данные о потоках от датчиков для того, чтобы дать операторам спутников более точные предупреждения и прогнозы о том, что происходит в поясе. "Это то, чему мы очень рады",- говорит Канчес.