В поясе Ван Аллена открыт новый радиационный пояс

«Ранее не замеченный радиационный пояс в границах пояса Ван Аллена» — звучит как «ранее не замеченная Луна на небе». И тем не менее это факт: в открытом в 1958 году радиационном поясе Земли обнаружен новый радиационный пояс. Причём сразу и открыт, и закрыт: в сентябре 2012 года он сформировался, а месяц спустя бесследно исчез!

Аномальный пояс, зафиксированный миссией НАСА «Зонды Ван Аллена» (Van Allen Probes), состоял из электронов, но, в отличие от электронов давно известного внешнего радиационного пояса, их характеризовали относительно высокие энергии.

Структура пояса Ван Аллена в разрезе. Открытый НАСА слой показан в центре. (Здесь и ниже иллюстрации NASA, SDO, AIA.)

Напомним: сами пояса Ван Аллена удерживаются вокруг Земли её магнитным полем. Они насыщены высокоэнергетическими частицами, причём внутренний состоит в основном из протонов с энергиями до десятков МэВ, а внешний — из электронов более скромных энергий, обычно не более 1 МэВ.

Высота поясов относительно земной поверхности колеблется в разных регионах (и в разное время) от одной до 60 тысяч километров.

Два зонда, которые НАСА в августе 2012 года запустило для исследования поясов, не замышляли ничего революционного: планировалось, что они лишь прояснят, как происходит разгон и потеря частиц в поясе.

Однако, как оказалось, между внутренним и внешним радиационными поясами есть совершенно неожиданный третий, появление которого было зарегистрировано 2 сентября 2012-го, а исчезновение — 1 октября того же года. Причём электроны в нём, по уверениям исследователей, характеризуются высокой энергией, начинающейся от двух МэВ, однако широко представлены были и электроны с энергиями в 6,2–7,5 МэВ.

Отчёт о «происшествии» был сделан группой американских учёных под руководством Дэниэла Бэйкера (Daniel Baker) из Колорадского университета в Боулдере (США). По её мнению, совершенно непонятно, является ли кольцо периодически возникающим и пропадающим или же оно появляется чрезвычайно редко. Ясно лишь, что «убило» новооткрытый пояс: это выброс вещества из солнечной короны, породивший ударную волну, при достижении которой околоземного пространства пояс и пропал. Корональный выброс резко ускорил солнечный ветер, увеличив его плотность и оказываемый ветром магнитный эффект. Правда, конкретный механизм исчезновения третьего пояса остаётся пока не вполне ясным.

31 августа 2012 года, за три дня до возникновения третьего пояса, на Солнце произошёл мощнейший корональный выброс массы. Мог ли он породить третий пояс?

Что совершенно загадочно с теоретической точки зрения — так это то, почему пояс возник.

Согласно г-ну Бэйкеру, открытие ещё одного радиационного пояса «показывает, что некоторые из наших наиболее оберегаемых представлений о структуре радиационного пояса [Ван Аллена] и его динамике должны быть переосмыслены на фундаментальном уровне. Мы обязаны задуматься о том, что это значит для будущих полётов космических кораблей и целого ряда других вопросов».

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Science.

Подготовлено по материалам НАСА.