Relativistische Partikel in NASA-Missionen

Relativistische Partikel in NASA-Missionen

Die terrestrische Umgebung besteht aus zwei riesigen Ringen, die als Van-Allen-Strahlungsgürtel bezeichnet werden. Dies sind starke Ionen und Elektronen. Verschiedene Prozesse können diese Teilchen auf relativistische Geschwindigkeiten beschleunigen, die das Raumschiff bedrohen. Daher ist es besser, nicht in diese Skalenbänder von zerstörenden Strahlen zu fallen. Zuvor identifizierten die Forscher spezifische Faktoren, die dazu führen könnten, dass Partikel in den Bändern stark aktiviert werden, aber nicht auf die dominierende Ursache schließen lassen.

Jetzt haben neue Forschungen der THEMIS-Mission dazu beigetragen, zu verstehen, was passiert. Der Hauptschuldige ist die lokale Beschleunigung durch EM-Wellen, die auch als „Chorwellen“ bezeichnet werden. Sie klingen wie zwitschernde Vögel und beschleunigen Partikel. Die Ermittlung der Hauptursache für Verbesserungen des Strahlungsgürtels liefert wichtige Informationen für Modelle zur Vorhersage des Weltraumwetters, mit denen unsere Weltraumtechnologien geschützt werden.

Im Hintergrundmagnetfeld, das durch die blauen Pfeile dargestellt wird, breiten sich zwei Elektronen nach rechts aus und führen eine identische Gyromotion durch. Zirkular polarisierte EM-Welle nähert sich dem oberen linken Elektron Es gibt zwei Hauptgründe für die Partikelanregung in den Van-Allen-Bändern: radiale Diffusion und lokale Beschleunigung. Radiale Diffusion, die häufig während des Sonnensturms auftritt, ist ein massiver Zustrom von Partikeln, Energie und Magnetfeldern der Sonne, die unsere kosmische Umgebung verändern können.

Wissenschaftler haben jedoch festgestellt, dass die lokale Beschleunigung durch Partikel, die mit Wellen schwankender elektrischer und magnetischer Felder in Kontakt kommen, auch Energie für die Partikel liefern kann. Eine neue Studie hat gezeigt, dass diese Wechselwirkungen von Wellenteilchen zu 87% für die Energiezufuhr zu Teilchen auf der Erde verantwortlich sind.

Die Forscher verstanden, dass lokale Beschleunigung funktioniert, weil sie Berge von Energiepartikeln an einem Ort wachsen sahen. Dies sagte einen lokalen Beschleunigungsmechanismus voraus, anstatt in Form von Diffusion auf der Erde zu gleiten.

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