|
Предел интенсивности планетарного радиационного пояса
|
|
|
|
Все мы знаем, что звезды излучают свет и многое другое. Но радиационные пояса могут также окружать многие другие небесные тела, такие как планеты. Сами по себе эти пояса не генерируют частицы — они получают их от близлежащих звезд, — но они ускоряют скорость частиц способом, который до сих пор оставался неуловимым.
|
|
|
|
Аднан Осман, доцент кафедры космической физики Хельсинкского университета, разработал модель, которая объясняет это явление. Работа опубликована в журнале Science Advances. В модели есть только одна переменная: напряженность магнитного поля на поверхности планеты. Чем сильнее поле, тем выше скорость, с которой радиационный пояс планеты разгоняет частицы.
|
|
|
|
Однако у этого явления есть верхний предел. Частицы, ускоряемые радиационным поясом, высвобождают энергию. Следовательно, это высвобождение отменяет ускорение, когда магнитное поле планеты превышает его по интенсивности. Это создает универсальный верхний предел, за которым магнитные поля больше не могут ускорять частицы.
|
|
|
|
Напряженность магнитного поля измеряется в теслах. Для протонов верхний предел составляет около 0,0004 тесла, а для электронов - около 0,00004 тесла. Для сравнения, напряженность магнитного поля на экваторе Земли составляет около 0,00003 тесла.
|
|
|
|
|
|
|
Максимальное количество энергии, которое магнитное поле планеты может дать частице, составляет примерно 7 тераэлектронвольт (ТэВ). Это огромное количество энергии — более чем в триллион раз больше, чем энергия одиночного фотона света в видимом диапазоне длин волн.
|
|
|
|
Помимо планет земной группы, модель может быть применена к радиационным поясам газовых гигантов и даже коричневых карликов, которые классифицируются как промежуточные между планетами и звездами.
|
|
|
|
Теория Османа основана на анализе, проведенном в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса в Соединенных Штатах, который сочетает прямые наблюдения Солнечной системы с данными радиотелескопа.
|
|
|
|
"Дрю Л. Тернер, возглавлявший исследование, является моим старым знакомым. Он прислал мне их последние результаты и спросил, могу ли я создать объясняющую модель".
|
|
|
|
Хотя модель в первую очередь определяет верхний предел ускорения частиц, ее также можно использовать для исследования экзопланет.
|
|
|
|
Осман говорит: "Модель показывает, какие длины волн могут дать информацию о том, есть ли у экзопланет радиационные пояса, создаваемые магнитными полями, и если да, то насколько они интенсивны".
|
|
|
|
Это также помогает в поиске планет, пригодных для жизни: магнитное поле, защищающее поверхность планеты от радиации, повышает ее жизнеспособность, отражая излучение и связывая атмосферу вокруг планеты.
|
|
|
|
Источник
|
