Az elektronfluxusok a Föld sugárzó öveiben a kozmikus sugarak és a bolygó légkörének felső rétegében lévő atomokkal való kölcsönhatás eredményeként merülnek fel, és ezekből neutronokat "kiesnek" tőlük a Nature folyóiratban megjelent cikk szerint.
„Első alkalommal képesek voltunk kimutatni ezeknek a nagy energiájú elektronoknak a létrehozását a Van Allen övek belső szélén. Sikerült megoldanunk azt a rejtélyt, amelyben a fizikusok közel hat évtizeden át zavartak”- mondta Xinlin Li a Colorado University of Boulder-ből (USA).
A Földnek, szemben a Vénuszmal és a Naprendszer számos más bolygójával, megvan a maga mágneses tere, amelyet a magjában lévő folyékony fémáramok mozgásának eredményeként generálnak. Ez a mágneses mező egyfajta "pajzsként" működik, amely tükrözi a kozmikus sugarakat, nagy energiájú töltéssel rendelkező részecskéket, és megóvja a Földet a Napsugár szélétől és a Napsugár koronális tömegkibocsátásától.
Létezésének nyoma az úgynevezett van Allen övek - két olyan terület, amely a Föld felszínétől mintegy 6 ezer és 60 ezer kilométer tengerszint feletti magasságban helyezkedik el, ahol nagyszámú nagyenergiájú proton és elektron található, amelyeket a Föld mágneses mezője „elfog”, és egyfajta mágneses csapdában mozog. A légkörrel való kölcsönhatásuk gyönyörű aurákat generál, és a napsugárzás ideje alatt rádiózavarokhoz és egyéb műszaki problémákhoz vezet.
A Van Allen-övek egyik legfontosabb rejtélye 1958-ban történt felfedezésük óta az, ahonnan származnak a nagy energiájú elektronok és protonok, amelyek a Föld sugárzó pajzsában fekszenek és fáklyákat generálnak a bolygó pólusaiban. Mint Lee megjegyzi, a tudósok régóta gyanították, hogy forrásuk a kozmikus sugarak, amelyek ütköznek az atmoszférában található atomokkal, ám erre vonatkozóan nem voltak egyértelmű bizonyítékok.
További probléma az, hogy a szupernóva robbanások és a pulzár aktivitás által generált kozmikus sugarak megközelítőleg azonos frekvencián bombázzák a Földet, miközben a Van Allen övekben az elektronok száma és tulajdonságai drasztikusan változhatnak, nagyon nagy sebességgel. Ez sok kutatót megkérdőjelezi, hogy ezek az elektronok a neutroncsökkenés eredményeként keletkeznek-e, amelyeket a kozmikus sugarak "kiütenek" a nitrogén- és oxigénatomokból.
Ezen ötletek kipróbálására Lee és hallgatói összeállították a CSSWE mikroszatellitet, amely miniatűr elektronikus és protondetektorokkal van felszerelve, amelyeket a Colorado Egyetemen fejlesztettek ki a NASA által 2012 augusztusában a NASA által elindított RBSP szondákhoz a Van Allen övek szerkezetének tanulmányozására.
Ezt a műholdat egy alacsonyabb pályára indították, és nem a Van Allen övek belső rétegeit vizsgálták, hanem az első részének alsó szélét, ahol - a tudósok javaslata szerint - elektronoknak és protonoknak kellene születniük a gázmolekulák és az "űrből érkező vendégek" ütközése során.
Promóciós videó:
Az ilyen ütközéseknek - amint a tudósok elmagyarázzák - a nagyon szűk energiatartományban protonok és elektronok képződéséhez kell vezetniük, hogy könnyen kiszámolható és becsülhető legyen, hogy a kozmikus sugarak milyen gyakran ütköznek a légköri atomokkal, és megértsék, milyen szerepet játszanak a Van Allen övek kitöltésében. és hogyan jutnak el oda.
Amint ezek a mérések megmutatták, ezek az elektronok nagy mennyiségben fordulnak elő a Föld sugara hozzávetőlegesen megegyező tengerszint feletti magasságban, és képződésük sebessége és tulajdonságai állandóak maradtak minden régióban és minden magasságban. Ez annak a ténynek a támogatása mellett szól, hogy valójában kozmikus sugarak generálják őket.
Sőt, ezt bizonyítja a CSSWE által rögzített elektronok száma - ezek száma, amint a tudósok megjegyzik, szinte ideálisan felel meg annak, hogy hány neutronnak kell kozmikus sugarat generálnia. Mindez ennek megfelelően azt bizonyítja, hogy szinte minden elektron, amely részt vesz az aurorák születésében, valóban "kozmikus" eredetű.