نجوم وفضا

دانشمندان در حال بررسی ذرات باردار فضا توانسته‌اند گردبادهای ذرات در اطراف زمین را کشف کنند.

 به گزارش ایسنا، این ذرات باردار بخشی از کمربندهای وان آلن هستند که شامل دو حلقه متحد‌المرکز در اطراف زمین بوده و توسط یک میدان مغناطیسی در جای خود نگهداشته شده‌اند.

 از زمان کشف کمربندهای وان آلن در سال 1958، ستاره‌شناسان در تلاش برای پیگیری منبع ابرشتاب‌دهنده هستند.

این شتاب‌دهنده به قدری بالاست که ماهواره‌ها در صورتی که مدار آنها برای مدت زیادی در این کمربندها باشد، باید اجزای حساس خود را با سپر بپوشانند.

داده‌های کاوشگرهای فضایی دوقلوی ناسا نشان داده که این ذرات شاید همانطور که گردبادها توسط تبخیر آب اقیانوس گرم زمین هدایت می‌شوند با یک شتاب‌دهنده محلی از بار بسیار بالایی برخوردار شده باشند.

این نظریه دلیل تغییر شکل کمربندها را توضیح داده که بر اساس آن تعدادی ذرات در شرایط مختلف متورم و رها می‌شوند.

دانشمندان فضایی این یافته‌ها را بسیار چشمگیر می‌دانند چرا که می‌توان از آنها برای توضیح کمربندهای پرانرژی اطراف سیارات زحل و مشتری و همچنین ستاره‌های شبیه خورشید استفاده کرد.

این کمربندها در سال 1985 توسط جیمز آلن، دانشمند دانشگاه آیوا زمانی که در یک ماموریت فضایی حضور داشت، کشف شدند.

دانشمندان بر این باور بودند که الکترون‌های موجود در حلقه‌های تابش از مغناطوسفر زمین به آنجا رفته‌اند. مغناطوسفر به بخشی از فضای اطراف سیاره گفته می‌شود که ذرات باردار توسط میدان مغناطیسی سیاره در جای خود نگه داشته می‌شوند.

به تصور محققان با نزدیکتر شدن ذرات به زمین و قویتر شدن میدان های مغناطیسی، سرعت سفر این ذرات بیشتر شده و در یک مدار حلقه‌ای جای می‌گیرند.

اگرچه این نوع فرآیند شتاب‌دهنده چندین هفته طول کشیده و تنها بر کمربندهایی اعمال شده که به تدریج تغییر کرده و رشد می‌کنند.

در دهه 1990 ماهواره‌ها دریافتند که انرژی و شکل کمربندهای وان آلن بسیار سریعتر از تصورات اولیه تغییر می‌کنند.

این کشف منجر به یک نظریه دوم شد که بر اساس آن ذرات باردار از مغناطوسفر نشات نگرفته بلکه زمانی که میدانهای مغناطیسی درون کمربندها، الکترون های اتمهای نزدیک را شکسته و آنها در فرآیند جداسازی از منابعشان شتاب می‌دهند، شکل می‌گیرند.

در اوت 2012 ناسا دو کاوشگر وان آلن را به فضا ارسال کرد که می‌توانند به طور همزمان کمربندها را از زوایای مختلف بررسی کنند.

در پی یک توفان خورشیدی که الکترون‌های کمربند را دور کرد، این کاوشگرها یک جهش هزار برابر الکترون را در یک دوره 12 ساعته ثبت کردند.

به باور دانشمندان این امر ثابت می‌کند که الکترونها باید از درون کمربند تولید شده و در طول زمان در آن جمع نمی‌شود.

این پژوهش در مجله نیچر منتشر شده است.