Pas Van Allena: odkryto niewidzialną tarczę, która chroni Ziemię przed promieniowaniem

Pas Van Allena to otaczający Ziemię obszar intensywnego promieniowania. Krążące w nim elektrony i protony zostały schwytane przez pole magnetyczne naszej planety i krążą wokół niej tworząc struktury, przypominające wielkie obwarzanki, rozciągające się w odległości od kilkuset do kilkudziesięciu tysięcy kilometrów od Ziemi.

Obok dwóch takich pasów obserwowano również powstanie trzeciego, spowodowane aktywnością Słońca lub działalnością człowieka - próbnymi eksplozjami nuklearnymi w atmosferze. Pasy Van Allena zostały odkryte w 1958 roku dzięki misji sondy kosmicznej Explorer 1 i były uznawane za jeden z problemów, które mogą pojawić się podczas załogowych misji kosmicznych.

Doświadczenie, zdobyte podczas serii misji Apollo wskazuje jednak, że przy odpowiedniej trajektorii lotu dawka promieniowania, docierającego do astronautów jest znikoma. Komentując zarzuty osób, kwestionujących lądowanie na Księżycu, odniósł się do tego m.in. Doug Millard z londyńskiego Muzeum Nauki:

Możesz pokonać pas Van Allena dość bezpiecznie, o ile zbytnio się nie ociągasz.

Aby lepiej poznać procesy, zachodzące w pasach van Allena w 2012 roku wysłano dwie sondy kosmiczne, znane jak Van Allen Probes. Dostarczone przez nie dane nie tylko pozwoliły na odkrycie przed rokiem kolejnego pasa radiacyjnego, ale prowadzą do interesującego wniosku.

Znaczenie pasów Van Allena w ochronie Ziemi przed rozpędzonymi cząstkami nie jest niczym nowym, ale do niedawna panowało przekonanie, że wysokoenergetyczne elektrony docierają do górnych warstw ziemskiej atmosfery. Okazało się, że do niej nie docierają i są zatrzymywane około 11 tys. kilometrów od Ziemi.

Komentując to odkrycie prof. Daniel Baker, szef Laboratorium Fizyki Kosmicznej i Atmosfery Uniwersytetu Colorado Boulder stwierdził:

To prawie jakby te elektrony wpadały na szklaną ścianę. Przypomina to pole siłowe znane ze „Star Treka”, które zatrzymuje wrogie ataki. Jest tam niewidzialne pole, które blokuje elektrony. To wyjątkowo intrygujące zjawisko.

Mechanizm tego zjawiska nie został na razie poznany, ale jego prawdopodobnym wytłumaczeniem są procesy, zachodzące w plazmosferze, gdzie poruszają się cząstki rozgrzanych gazów. Dobiegające stamtąd promieniowanie elektromagnetyczne może być słyszalne przez radio jako szum i zdaniem badaczy to właśnie tam dochodzi do zatrzymania zmierzających w stronę Ziemi elektronów.

W artykule wykorzystałem informacje z serwisów Gizmag, Kopalnia Wiedzy i University of Colorado Boulder.