Интернациональная группа ученых под управлением выпускника МФТИ, доктора Сколковского института науки и технологий Юрия Шприца, произнесла новое слово в осознании природы и изменчивости радиационных поясов Земли.

Радиационные пояса Земли (в западной литературе их принято именовать поясами Ван-Аллена) были открыты в 1958 году опосля полета первого южноамериканского спутника Explorer-I. В течение долгого времени числилось, что этих поясов, представляющих из себя окружающие нашу планетку тороиды, два. Внутренний пояс (на высоте около 4 тыс. км) состоит из протонов, наружный (17 тыс. км) - в большей степени из электронов.

«Джеймс Ван-Аллен был первым, кто сообразил, что космос радиоактивен, - сказал “Газете.Ru” Юрий Шприц. - В августе 2012 года NASA запустило два спутника Van Allen Probes, которые нашли снутри радиационных поясов чрезвычайно тонкое, точное, третье кольцо.

Это промежуточное кольцо, просуществовавшее около месяца, естественно, чрезвычайно озадачило всех».

Ученым понятно, что в околоземном пространстве находятся низкочастотные плазменные волны, колебания электрического и магнитного поля, которые именуют низкочастотными хорами, слышимые на маленьких волнах в радиоэфире. Эти волны способны как выбрасывать частички радиационных поясов в атмосферу Земли, так и ускорять их до чрезвычайно огромных энергий. Но разогнанные до больших скоростей частички перестают быть в резонансе с этими волнами, и на их начинают действовать волны другого типа - ионно-циклотронные волны.

Теоретики под управлением Шприца смоделировали условия, предшествовавшие появлению третьего радиационного пояса, не отыскали в нем ничего загадочного. «Мы сообразили, что поначалу был широкий наружный пояс, потом циклотронные волны во время шторма фактически выбросили его частички в атмосферу, и он был потерян.

От него и осталось это тонкое колечко, и, так как его частички не взаимодействовали с низкочастотными волнами, хорами, оно сумело прожить еще месяц», - поведал Шприц.

Тем временем частички из солнечного ветра продолжали пополнять наружный пояс, потому, когда Van Allen Probes были высланы в космос, ученые узрели сходу три радиационных пояса.

Ученые уже издавна занимаются моделированием радиационных поясов Земли.

Дело в том, что высокоэнергичные электроны способны прошивать обшивку спутников, скапливаться в полупроводниках и, вызывая разряд микромолнии, разрушать составляющие электроники.

Самые энергичные, ультрарелятивистские электроны, владеющие наибольшей проникающей способностью, находятся во внутреннем и наружном поясах, а третье, промежуточное кольцо состоит вообщем только из их. «Скорость их близка к скорости света, а энергия движения в пару раз превосходит энергию покоя. Отличия в поведении ультрарелятивистских электронов и наименее стремительных и оказались главным моментом нашего исследования», - объяснил Адам Келлерман из Калифорнийского института, соавтор публикации.

В текущее время Юрий Шприц является приглашенным доктором в Массачусетском технологическом институте, он участвует в разработке Центра космических технологий Сколковского института науки и технологий, целью которого будет исследование влияния космической радиации на спутники и астронавтов.

В работе, размещенной в журнальчике Nature Physics, приняли роль еще ряд ученых из России.

Это Дмитрий Субботин, выпускник физического факультета МГУ, работающий в UCLA, Александр Дроздов, защитивший кандидатскую в Институте ядерной физики физфака МГУ, который не так давно приехал в UCLA, Ксения Орлова, получившая престижную стипендию, чтоб работать в UCLA, и Мария Усанова, которая, работая в Канаде, следила проявления циклотронных волн при помощи наземных магнитометров.

«Я надеюсь, что почти все из их в скором времени захочут приехать в “Сколтех” и стать его сотрудниками», - добавил Шприц.