Objeven třetí Van Allenův radiační pás

Spolupracovníci NASA předpokládají, že tento objev může změnit naše současné vědecké představy o radiačních pásech Země, které byly objeveny v roce 1958 přístroji na palubách prvních amerických a sovětských družic. Jedná se o oblasti zemské magnetosféry, ve kterých se soustřeďují nabité částice o vysokých energiích, především protony a elektrony. Jejich detailní výzkum je důležitý pro uskutečnění pilotovaných letů do vzdálenějšího vesmíru, kdy existuje nebezpečí zvýšeného vlivu radiace na organismus člověka při průletu touto oblastí.

Vědci již dlouho vědí, že Zemi obklopují dva trvale existující pásy pojmenované Van Allenovy radiační pásy. Třetí nově objevený pás se nacházel uprostřed mezi dvěma již známými oblastmi. O objev se zasloužila dvojice vědeckých družic NASA pojmenovaných Van Allen, které byly na oběžnou dráhu vypuštěny v srpnu 2012. Objev nového pásu naznačuje, že tyto oblasti, které vědci studují již více než 50 let, jsou mnohem záhadnější, než jsme si doposud mysleli. Zjištění, co způsobilo vznik třetího prstence, může pomoci ochránit satelity před škodlivými dávkami kosmického slunečního záření.

Nabité částice jsou působením zemského magnetického pole polapeny a uvězněny ve dvou odlišných oblastech, kde vytvářejí zmiňované Van Allenovy pásy. Vnitřní pás, který se rozkládá ve vzdálenosti 1600 až 12 900 km od zemského povrchu, je velmi stabilní. Avšak vnější radiační pás, který se rozkládá ve vzdálenosti 19 000 až 40 000 km od povrchu Země, může být velmi proměnlivý. V průběhu několika minut či hodin v něm uvězněné elektrony mohou být urychleny na rychlosti blízké hodnotě rychlosti světla.

Nikdo si není jistý tím, čím jsou způsobeny tyto „urychlující události“, i když se zdá, že mají něco společného se sluneční aktivitou, která ovlivňuje zemské magnetické pole.

„Je to jedna z klíčových otázek, na které hledají odpověď obě družice přímo na místě, uvnitř radiačních pásů,“ říká Daniel Baker, University of Colorado, Boulder. „Jak tyto kosmické urychlovače, fungující pouze několik tisíc kilometrů nad našimi hlavami, urychlují elektrony na tak mimořádně vysoké energie?“

Když družice Van Allen zahájily 1. 9. 2012 sběr dat, jedna z těchto záhadných událostí již byla v běhu. „Zahájili jsme pozorování právě uprostřed této události,“ říká Daniel Baker. „Co jsme očekávali, to jsme také viděli, když jsme získali první data: dva rozdílné a samostatné radiační pásy.“

To se k překvapení vědců změnilo o den později, kdy se vytvořil nový radiační pás mezi známým vnitřním a vnějším pásem. „Viděli jsme jeho vývoj doslova na vlastní oči,“ říká Daniel Baker. Nový prostřední pás byl relativně úzký a elektrony, které se v něm nacházely, měly energii v rozmezí 4 a 7,5 MeV (megaelektronvoltů), tedy přibližně stejnou, jakou mají nabité částice ve vnějším radiačním pásu v okamžiku jejich urychlení.

Ačkoliv vnější prstenec není příliš stálý, nový prostřední prstenec stěží vydržel následující čtyři týdny. Pak přišla rázová vlna, pravděpodobně spojená se zvýšením sluneční aktivity, která 1. října 2012 „vymazala“ tento nový radiační pás.

Není zřejmé, z čeho a jak se prostřední radiační pás vytvořil, říká Daniel Baker. Elektrony mohly být vytrženy z vnějšího Van Allenova pásu a dopraveny blíže k Zemi, načež byly uvězněny uprostřed mezi vnějším a vnitřním pásem. Nebo mohla být zvýšena jejich energie v blízkosti Země, odkud byly vystřeleny do větší vzdálenosti.

Pochopení jevu, ke kterému zde došlo, by mohlo být důležité z důvodu ochrany umělých kosmických těles před poškozením kosmickým zářením, říká Yuri Y. Shprits (University of California, Los Angeles), který nebyl členem výzkumného týmu. Zabývá se však teoretickým vysvětlením, které, jak doufá, bude již brzy publikováno. „Ve skutečnosti představuje tento jev velmi důležitou otázku a velmi významnou záhadu,“ říká Yuri Shprits.

Žádný jiný další příklad přechodné existence radiačního pásu nebyl doposud zaznamenán, je příliš brzy, abychom mohli odpovědět na všechny otázky, říká Daniel Baker. „Zkoušíme si představit, jak to všechno funguje.“

Související článek: Nové družice k výzkumu radiačních pásů Země

Zdroj: www.newscientist.com
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí