Van Alleni vöönd käitub osakestekiirendina ({{commentsTotal}})

Geoff Reeves/Los Alamose rahvuslik laboratoorium
Geoff Reeves/Los Alamose rahvuslik laboratoorium

Van Alleni kaksiksatelliitidega tehtud vaatlused näitavad, et Maad ümbritsevates kiirgusvööndites leiduvaid ülienergeetilisi osakesi kiirendatakse valguse kiirusele lähedaste kiirusteni vööndites endis, misläbi ei käitu need pelgalt avakosmosest pärinevate osakeste lõksuna, nagu varased vaatlused oletada lubasid.


Esimesed kosmosesse saadetud satelliidid ei täitnud vaid propaganda eesmärke. Nii leiti USA esimese satelliidi Explorer-1 kogutud andmete põhjal, et Maad ümbritsevad kiirgusvööndid, milles leiduvate osakeste kantavast energiast piisas pardal olnud Geigeri loenduri pimestamiseks. Toona populaarse hüpoteesi kohaselt püsivad need pikka aega muutumatuna, misläbi on osakestel külluses aega selleks piisavalt energiat koguda. Ent kümnendite vältel tehtud vaatlused maalisid vöönditest märksa dünaamilisema pildi. Ulatuslikud muutused toimuvad pigem sekundite ja tundide jooksul.


Sõelale jäi kaks hüpoteesi. Esimesel juhul kiirendatakse nõrgema magnetväljaga piirkondadest pärinevaid osakesi, mille liikumiskiirus Maa tugevama magnetvälja mõjusfääri sattudes kasvab. Teisel juhul kiirendatakse Van Alleni vööndite sisemuses madala energiaga juba seal leiduvaid elektrone. Mehhanismi välja selgitamine on oluline, kuna vööndid võivad rikkuda kõrgemal tiirlevate satelliitide elektroonikat. Tuhande kilomeetri kõrgusel alguse saavad vööndid ulatuvad maapinnast kuni 60 tuhande kilomeetri kaugusele.


Paraku polnud teadlaste käsutuses olnud satelliitide lahutusvõime mehhanismide vahel vahet tegemiseks piisav. Olukorrale pakkusid lahendust spetsiaalselt üles lennutatud Van Alleni kaksiksatelliidid, mis regulaarselt vööndeid kahel erineval kõrgusel läbivad. Lisaks võimaldavad need registreerida väga erineva energiaga osakesi. Eelmisel aastal täheldas Geoffrey Reeves'i töörühm elektronide tiheduses päikesekrooni massipurske järel poole päeva vältel ajutist kiiret kasvu.


Kui tõele oleks vastanud esimene hüpotees, oleks pidanud elektronide energia esmalt uute osakeste mõjul kasvama Maast kaugemal. Ent selle asemel algasid muutused vööndite keskmes, kus kõrgema energiaga osakesed aja jooksul väljapoole liikuma hakkasid.


Juhul kui vööndi elektromagnetlainete sagedus on vastavuses sagedusega, millega elektronid kohaliku magnetvälja ümber liiguvad, annavad esimesed osakestele lisaenergiat, mis nende kiirust omakorda kasvatab. Kiirendusprotsessi universaalsuse tõttu spekuleerib töörühm, et sama võib juhtuda ka Saturni ja Jupiteri ümbritsevates kiirgusvööndites.


Töörühma uurimus ilmus ajakirjas Science.

Toimetas Jaan-Juhan Oidermaa


Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: