Крім магнітного поля , Що захищає Землю від смертоносної сонячного вітру і космічної радіації, навколо нашої планети звертаються два ( за іншими версіями, три ) Щільних кільця з електронів. ці кільця були названі в честь свого першовідкривача, американського астрофізика Джеймса Ван Аллена ( James Van Allen ). У 1958 році штучний супутник " Експлорер-1 "Передав на Землю дані про те, що нашу планету оббігає численні електрони, які рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла.

Через кілька років після відкриття дослідники висловили перші припущення про походження радіаційних поясів. Вони порахували, що електрони потрапили туди з високих рівнів магнітосфери Землі - міхура з магнітного поля, який оточує планету. Вчені припустили, що частинки, які знаходяться ближче до поверхні Землі, піддаються впливу магнітного поля, внаслідок чого прискорюються і приймають форму кільця.

Але, якби все відбувалося саме так, то щільність і енергія змінювалася б з періодичністю від декількох днів до декількох тижнів, а спостереження супутників в 1990-х роках показали, що зміни відбуваються набагато частіше. В результаті теорія про походження електронів ззовні зазнала краху. Астрофізики з'ясували, що частинки утворюються локально: електричне поле всередині кільця виштовхує електрони з найближчих атомів і розганяє їх до швидкостей, близьких до світлових. В такому випадку щільність і енергія пояса Ван Аллена змінювалася б з періодичністю від декількох секунд до декількох годин, що більш-менш збігалося зі спостереженнями.

"До деякого часу супутники Землі були заточені під визначення параметрів радіаційних поясів. Вони не могли розглянути кільця електронів з різних сторін, і тому їх даних було недостатньо для того, щоб визначити походження часток і того, що їх прискорює", - розповідає співавтор дослідження Херлан Спенс ( Harlan Spence ) З університету Нью-Гемпшира.

Але в 2012 році NASA запланувало запуск двох супутників-близнюків , Які будуть вивчати тільки пояса Ван Аллена, розглядаючи їх з різних кутів і локацій. У перших числах жовтня 2012 року сонячна буря виснажила запас електронів на зовнішньому радіаційному поясі. Тоді обидва супутника зафіксували збільшення щільності електронів в тисячу разів менше ніж за 12 годин. Дані повноцінно проаналізували лише недавно.

"Після того випадку у нас з'явилася можливість розрізнити два різні способи прискорення частинок в поясах Ван Аллена. За допомогою цих супутників ми змогли зазирнути в їх саме серце", - розповідає Спенс.

Він і його колеги вважають , Що частота електромагнітних хвиль в радіаційному поясі збігається з частотою електронів, що рухаються в локальному магнітному полі. Це найпростіше пояснення прискорення частинок.

Локальні прискорення електронів, що обертаються навколо Землі, можуть бути такими ж, як у випадку з більшими радіаційними поясами - Юпітера або Сатурна і деяких великих небесних тіл за межами Сонячної системи. Такі ж кільця з електронів можуть бути і у зірок, що випускають у великій кількості рентгенівське випромінювання і із сильним магнітним полем. Спенс вважає, що маючи певну модель прискорення частинок, можна буде вивчати схожі процеси і у інших небесних тіл.

Про результати своєї роботи астрофізики повідомили в статті , Опублікованій в журналі Science.

Також по темі:
НАСА запустить зонди для вивчення поясів Ван Аллена
Фахівці NASA виявили незрозумілий третій радіаційний пояс Землі
Нейтронний детектор на орбіті
Гарячий потік сонячної плазми приніс на Землю магнітні бурі