211service.com
Schilden omhoog
Hoog boven de aardatmosfeer suizen elektronen met bijna de lichtsnelheid voorbij. Dergelijke ultrarelativistische elektronen, die de buitenste band van de Van Allen-stralingsgordels vormen, kunnen in slechts vijf minuten rond de planeet schieten en alles op hun pad bombarderen. Blootstelling aan dergelijke hoogenergetische straling kan grote schade aanrichten aan satellietelektronica en ernstige gezondheidsrisico's voor astronauten opleveren.
Nu hebben onderzoekers van het MIT en elders een harde limiet vastgesteld voor hoe dichtbij ultrarelativistische elektronen kunnen komen. Waar ze ook rond de evenaar cirkelen, ze kunnen ondanks hun intense energie niet dichterbij komen dan ongeveer 11.000 kilometer van het aardoppervlak.
Wat deze hoogenergetische straling op afstand houdt, lijkt niet het magnetische veld van de planeet of langeafstandsradiogolven te zijn, maar eerder een fenomeen dat plasmasferisch gesis wordt genoemd - zeer laagfrequente elektromagnetische golven in de bovenste atmosfeer die, wanneer ze door een luidspreker worden afgespeeld, lijken op statische of witte ruis.
De resultaten van het team, gepubliceerd in Natuur , zijn gebaseerd op gegevens die zijn verzameld door NASA's Van Allen Probes - tweelingvaartuigen die in een baan rond de barre omgeving van de Van Allen-stralingsgordels cirkelen. Elke sonde is ontworpen om constant stralingsbombardement te weerstaan om het gedrag van hoogenergetische elektronen in de ruimte te meten.
Na analyse van de eerste 20 maanden aan gegevens die door de sondes werden geretourneerd, observeerden de onderzoekers een buitengewoon scherpe barrière tegen ultrarelativistische elektronen. Deze barrière hield stand, zelfs tegen een zonnestorm, die in oktober 2013 de elektronen stapsgewijs naar de aarde dreef.
De groep ontdekte dat de natuurlijke barrière te wijten kan zijn aan een interactie tussen binnenkomende elektronen en plasmasferisch gesis. Deze conclusie was gebaseerd op de meting door de Van Allen-sondes van de spoedhoek van elektronen - de mate waarin de beweging van een elektron evenwijdig aan of loodrecht staat op het magnetische veld van de planeet. De onderzoekers ontdekten dat plasmasferisch gesis langzaam werkt om de paden van elektronen te roteren, waardoor ze in de bovenste atmosfeer vallen op een traject evenwijdig aan een magnetische veldlijn. In de atmosfeer zullen ze waarschijnlijk botsen met neutrale atomen en verdwijnen.
Het is een zeer ongebruikelijk, buitengewoon en uitgesproken fenomeen, zegt John Foster, associate director van MIT's Haystack Observatory. Dit vertelt ons dat als je een satelliet of een ruimtestation in een baan om de aarde zou parkeren met mensen net binnen deze ondoordringbare barrière, je zou verwachten dat ze een veel langere levensduur hebben. Dat is goed om te weten.