Исследователи из Японии, США и России обнаружили горячую точку в радиационном поясе Земли, где образуются чрезвычайно высокоэнергетические (релятивистские) электроны. Такие электроны могут серьезно повредить спутники и представляют для них реальную угрозу. Результат исследования, опубликованного в журнале Geophysical Research Letters, может помочь ученым более точно предсказывать, где конкретно будут образовываться эти релятивистские электроны.
Схематическое изображение спутниковых наблюдений релятивистских электронов в радиационном поясе Ван Аллена. © ERG Science Team
Профессор Йошизуми Миёси из Института космических и земных исследований при университете Нагоя и его коллеги сравнили данные двух спутников на противоположных сторонах Земли: спутника Arase, разработанного Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA), и одного из двух зондов Van Allen, принадлежащих NASA. Эти спутники собирают данные с радиационных поясов Ван Аллена - представляющих собой области с высокоэнергетическими частицами, которые происходят главным образом от солнечного ветра. Насыщенные энергией частицы в радиационных поясах захватываются магнитным полем Земли.
Известно, что электроны в радиационных поясах Ван Аллена взаимодействуют с ультранизкочастотными плазменными волнами и тем самым ускоряются почти до скорости света. Но до сих пор еще не было известно, когда или где эти релятивистские электроны начнут ускоряться.
Чтобы лучше понять поведение электронов, профессор Миёси и его коллеги проанализировали данные, собранные 30 марта 2017 года спутником Arase и зондом Ван Аллена. На одной стороне Земли зонд Ван Аллен идентифицировал характерное свидетельство взаимодействия между ультранизкочастотными волнами и электронами высокой энергии. В это же время с противоположной стороны планеты спутник Arase идентифицировал высокоэнергетические электронные сигнатуры, но никаких сверхнизкочастотных волн зафиксировано не было.
Проведенные измерения показали, что область взаимодействия между электронами и волнами ограничена, но релятивистские электроны и впоследствии продолжают перемещаться вокруг магнитосферы Земли в восточном направлении.
«Важной темой в исследованиях космической погоды является понимание динамики релятивистских электронов в радиационном поясе Ван Аллена», - говорит Миёси. - «И результаты проведенного нами исследования улучшат возможности моделирования и приведут к более точным прогнозам относительно релятивистских электронов в радиационных поясах Ван Аллена».
