Солнце сдувает околоземные электроны-"убийцы" во время магнитных бурь

29 января 2012 года

Солнечный ветер оказался виновником таинственного исчезновения электронов-"убийц" из радиационных поясов ван Аллена - двух областей околоземного пространства, в которых содержится большое количество заряженных частиц высоких энергий, во время геомагнитных бурь, заявляют американские астрономы в статье, опубликованной в журнале Nature Physics.

Пояса высокоэнергетических частиц были открыты американским астрофизиком Джеймсом ван Алленом в 1958 году при помощи приборов первого в истории исследовательского спутника "Эксплорер-1" (Explorer-1). Электроны и другие частицы высокой энергии в этих областях околоземного пространства смертельно опасны для спутников и представляют серьезную угрозу для автоматических и пилотируемых космических аппаратов.

"Во время начала геомагнитного шторма, практически все электроны, пойманные силой пояса ван Аллена, исчезают из него и возвращаются обратно через несколько часов. Такое поведение всегда приводило нас в замешательство - представьте, что океаны Земли осушаются за одну секунду и через час они восстанавливают свои запасы воды", - пояснил один из участников исследовательской группы Вассилис Ангелопулос (Vassilis Angelopoulos) из университета штата Калифорния в Лос-Анджелесе (США).

Группа астрофизиков под руководством Дрю Тернера (Drew Turner) из университета штата Калифорния в Лос-Анджелесе попыталась найти причину побега электронов-"убийц" из радиационных поясов, изучив данные, собранные спутниками THEMIS, GOES и NOAA-POES во время геомагнитных бурь.

Тернер и его коллеги изучили последствия одной из недавних магнитных бурь, которая произошла 6 января 2011 года. В этот день сразу несколько спутников зафиксировало сокращение числа высокоэнергетических частиц в поясах ван Аллена. "Очистка" радиационных поясов шла сверху вниз - первым исчезло "население" высоких этажей облака частиц, тогда как нижняя часть поясов исчезла только к пику геомагнитной бури.

Как считают физики, полное отсутствие самых быстрых электронов даже через несколько часов после завершения бури указывает на то, что в исчезновении электронов-"убийц" виновато взаимодействие Солнца и магнитосферы Земли.

По словам физиков, столкновение магнитосферы Земли и области сжатия - пограничного слоя между "быстрым" и "медленным" участками солнечного ветра - приводит к резкому сокращению границы поясов. Благодаря этому самые быстрые электроны "выпадают" из зоны влияния магнитного поля Земли и теряют скорость, сталкиваясь с потоком солнечного ветра. Это приводит к очистке поясов от львиной доли частиц высокой энергии, захваченных магнитным полем планеты.

Астрофизики полагают, что выводы их работы помогут улучшить точность предсказаний космической погоды. Кроме того, авторы статьи планируют продолжить исследования поясов ван Аллена совместно с коллегами из Московского государственного университета при помощи исследовательского спутника "Ломоносов", запуск которого намечен на весну 2012 года.