NASA otkrila treći Van Allenov pojas

vanallen1Nakon što NASA lansira svoje istraživačke letjelice, znanstvenici još mjesecima moraju strpljivo čekati da se svaki instrument jedan po jedan uključe i da se obave testovi kako bi se utvrdilo da svi instrumenti rade punim kapacitetom. Svaki novi satelit koji se lansira u svemir prolaz tu istu proceduru. Van Allenove sonde lansirane 30. kolovoza 2012. čija je misija proučavanje dvaju ogromnih radijacijskih pojaseva koji okružuju Zemlju trebale su biti podvrgnute tom istom ritualu.

No jena grupa znanstvenika je „pomrsila“ taj plan. Naime, znanstvenik Daniel Baker zatražio je od voditelja NASA-ine misije da se relativistički elektron-proton teleskop (REPT) uključi ranije, tj. samo tri dana nakon njegovog lansiranja, kako bi se njegova opažanja mogla usporediti s onima dobivenim unutar druge misije nazvane SAMPEX (Solar, Anomalus and Magnetospheric Particle Explorer) koja bi uskoro trebala završiti svoju misiju.

Bila je to prava odluka. Kratko prije uključenja teleskopa REPT, Sunce je odaslalo veliku energiju prema Zemlji koja je uzrokovala nadimanje i širenje radijacijskih pojaseva. REPT je od trenutka uključivanja 1. rujna uredno radio te je uočio nove čestice zarobljene u radijacijskim pojasevima, bilježeći njihovu visoku energiju te rast veličine pojaseva.

A onda se dogodilo nešto što još nitko nije vidio: čestice su se postavile u novu konfiguraciju tvoreći dodatni, treći pojas koji okružuje Zemlju. Sonde Van Allen u kratkome su roku došle do revolucionarnog otkrića koje je zapanjilo sve znanstvenike.

“Već smo petog dana od uključivanja REPT-a mogli napraviti model naših zapažanja i promatrati formiranje trećeg radijacijskog pojasa”, tvrdi Shri Kanekal, jedan od znanstvenika na misiji Van Allen i koautor članka u kojem je objavljeno novo otkriće. „Prvo smo se zapitali je li s našim instrumentima sve uredu. Sve smo ih provjerili i svi su dobro funkcionirali. Treći pojas oko Zemlje se protezao četiri tjedna“.

Znanstvenici su svoje rezultate objavili u časopisu Science. U svoj model radijacijskih pojaseva uvrstili su i novootkrivenu konfiguraciju koja daje nove podatke o uzroku promjenjivog oblika pojaseva. Naime, ti pojasevi ponekad značajno nabujaju što je posljedica energije koja dolazi od Sunca, a koja ujedno utječe i na satelite i svemirske letjelice te predstavlja potencijalnu opasnost za ljudske misije u Svemiru.

Radijacijske pojaseve ili Van Allenove pojaseve otkrio je James Van Allen 1958. godine prilikom prvih lansiranja satelita. Naknadne su misije promatrale određene dijelove pojaseva uključujući i misiju SAMPEX koja je pojaseve promatrala odozdo. Međutim, uzrok varijacijama pojaseva je ostao misterij naročito zato što su naizgled slične sunčeve oluje u pojasevima ponekad uzrokovale potpuno različite efekte ili nisu dovele do nikakvih promjena u pojasevima.

Van Allen sonde se sastoje od dvije identične svemirske letjelice čiji je zadatak izraditi plan Van Allen regije do najmanjeg detalja, katalogizirati različite čestice i razine energije te pratiti čitavo mnoštvo magnetnih valova koji pulsiraju tim područjem udarajuću ponekad u čestice toliko brzinom da one ispadnu iz pojaseva.

„Misija SAMPEX nam je pružila brojne vrijedne podatke“, izjavio je Daniel Baker, znanstvenik zadužen za REPT i autor članka u časopisu Science. „Međutim, nikad nismo bili tako blizu samog srca akceleratora koji se nalazi nekoliko stotina milja iznad nas i koji ubrzava čestice do neslućenih brzina“.

U šest mjeseci koliko su u orbiti, instrumenti Van Allenovih sondi radili su iznimno dobro, a znanstvenici su oduševljeni čitavom poplavom zapažanja koja dobivaju. Ovo je prvi put da su znanstvenici skupili toliko podataka o ovim pojasevima.

U području Svemira koji je tako misteriozan, svako novo opažanje koje povezuje određene uzroke s određenim efektima dodaje slagalici novi djelić.

Daniel Baker uspoređuje radijacijske pojaseve s prstenjem akceleratora čestica u kojima su pohranjene čestice. U akceleratorima se magnetska polja koriste kako bi zadržala čestice da se kreću u krug, dok se energija vala koristi za njihovo ubrzanje. U takvim akceleratorima sve mora biti usklađeno prema veličini i obliku prstena kao i karakteristikama tih čestica. U Van Allenovim pojasevima postoji slična usklađenost. S obzirom na to da znanstvenici prstenove vide samo na određenim mjestima u određeno vrijeme može se točno odrediti koje čestice i koji valovi uzrokuju takvu geometrijsku strukturu.

„Nova zapažanja možemo ponuditi teoretičarima koji izrađuju modele onoga što se događa u pojasevima“, tvrdi Kanekal. „Priroda je pred nas stavila novi izazov, a na nama je da na njega adekvatno odgovorimo. Zašto je treći pojas trajao četiri tjedna? Zašto se promijenio? Sve nas te informacije uče o Svemiru”.

Znanstvenici već imaju teorije o valovima koji su “pomeli” čestice u zonu između prva dva pojasa. Sad moraju osmisliti modele koji će otkriti koji valovi imaju sposobnost pomesti čestice sve do nove zone između drugog i trećeg pojasa. Također se moraju istražiti i uzroci proreza 31. kolovoza 2012., kad je Sunčev materijal koji je kružio oko Sunčeve atmosfere eruptirao u Svemir. Baker smatra da je ta erupcija mogla biti uzrokom vala koji je nekoliko dana kasnije doveo do stvaranja trećeg pojasa. Nadalje, novi je pojas nakon četiri tjedna nestao nakon još jednog snažnog iznenadnog međuplanetarnog vala sa Sunca.

Iako je od otkrića radijacijskih pojaseva prošlo 55 godina, samo nekoliko dana nakon lansiranja Van Allen sondi postalo je jasno da pojasevi skrivaju još mnogo iznenađenja te da se još puno toga mora istražiti i objasniti.

„Mislim da smo imali puno sreće. Zahvaljujući tome što smo instrumente uključili ranije nego inače te zahvaljujući vjeri u naše inženjere pružila nam se ovako velika prilika“, izjavio je Baker.

Van Allenove sonde izradio je i vodi Laboratorij za primijenjenu fiziku Sveučilišta The Johns Hopkins. Van Allenova misija je druga NASA-ina misija u sklopu programa Living with a Star čiji je cilj istražiti aspekte povezanog sustava Sunce-Zemlja koji direktno utječe na život i društvo. Taj je program pod vodstvom NASA-inog laboratorija The Goddard Space Flight Center.

Van Allenov radijacijski pojas je snažno radioaktivno polje koje okružuje Zemlju. Sačinjen je od unutarnjeg pojasa ispunjenog visokoenergetskim elektronima i vanjskog pojasa građenog od protona i elektrona. Njihova je zadaća štiti Zemlju od štetnog zračenja koje dolazi od Sunca, a povezuju se i s nastankom polarne svjetlosti.

Izvor: NASA, znano.st

Leave a Comment