Felfedezték az elektronok térbeli gyorsulásának korábban ismeretlen mechanizmusát
Az MMS és a THEMIS/ARTEMIS szondaflotta segítségével európai és amerikai asztrofizikusok felfedeztek egy korábban ismeretlen mechanizmust, amely a Föld közeli környezetében élesen megnöveli az elektronok energiáját, és a lökéshullámokkal való kölcsönhatás során közel fénysebességre gyorsítja őket.
Erről a Northumbria Egyetem sajtószolgálata számolt be.
„A Föld környéke egy természetes laboratórium, amely lehetővé teszi a kozmikus plazma tulajdonságainak tanulmányozását. Különösen az MMS és a THEMIS/ARTEMIS szondák adatait tudtuk felhasználni arra, hogy felfedezzünk egy korábban ismeretlen mechanizmust az elektronok relativisztikus gyorsítására. Ugyanígy a részecskék felgyorsulnak nemcsak a Naprendszerben, hanem az Univerzum egészének minden régiójában is” – idézte Ahmad Laltit, a Northumbria Egyetem kutatóját. egyetemi sajtóügynökség.
Amint a szakértők kifejtik, az általuk felfedezett mechanizmus jelentősen hozzájárult ahhoz, hogy az asztrofizikusok megértsék, hogyan keletkeznek a kozmikus sugarak – a töltött részecskék, amelyek az Univerzumban zajló különféle folyamatok hatására fényhez közeli sebességre gyorsulnak fel. A kozmikus sugarak a világűr sugárzási hátterének fontos részét képezik, ezért tanulmányozásuk fontos a műholdak zavartalan működése és az emberes repülés biztonsága érdekében.
Az elektronkozmikus sugarak különösen érdekesek az asztrofizikusok számára, mivel a jelenlegi elméletek nem tudják megmagyarázni a Föld-közeli környezetben a műholdas műszerek és az űr távolabbi sarkaiban lévő egyéb megfigyelőeszközök által észlelt felgyorsult elektronok számát. A szakértők több „hiányzó” részecskét találtak a Föld magnetoszféráját vizsgáló MMS és THEMIS/ARTEMIS szondaflotta által 2017 decemberében szerzett adatok elemzése során.
Jelenleg ezek a műholdak az úgynevezett orr lökéshullámban vannak – az űrnek a Föld közelében lévő részén, ahol a napszél a Föld mágneses „pajzsával” ütközik, és közepes méretű plazmát alkot. A plazma viszonylag sűrű. Az űr ezen régiójában a szondák a rendkívül nagy energiájú elektronok koncentrációjának meredek növekedését észlelték, amelyek csak néhány tíz százalékkal lassabbak a fénysebességnél.
Az e részecskék tulajdonságait vizsgáló későbbi kutatások kimutatták, hogy a nagyfrekvenciás elektromágneses hullámok, lökéshullámok és a napszél és a Föld-közeli környezet miatt felgyorsult elektronok közötti, korábban ismeretlen kölcsönhatások következtében felgyorsultak. A szakértők arra a következtetésre jutottak, hogy korábban a fizikusok úgy vélték, hogy csak a nagy kezdeti energiájú elektronokat lehet ilyen módon felgyorsítani, ami korlátozta teljes számukat, és tényleges számuk súlyos alulbecsléséhez vezetett.