อัปเดตเวลา 18.00 น. ET
ฟ้าผ่าไม่เพียง แต่ทำให้โลกมีผลต่อสภาพแวดล้อมพื้นที่ในพื้นที่ของเราด้วยการกะพริบจากปลายทั้งสองของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า - คลื่นวิทยุและรังสีแกมม่าการวิจัยใหม่แสดงให้เห็น
“ เราเห็นสายฟ้าในมองเห็นได้ แต่นั่นไม่ใช่ความถี่เดียวที่ปล่อยออกมาในระหว่างการนัดหยุดงาน” เจมส์กรีนกล่าวจากนาซ่าศูนย์การบินอวกาศ Goddard
เป็นที่รู้กันมานานแล้วว่าคลื่นวิทยุมาพร้อมกับฟ้าผ่า - นี่คือเหตุผลที่การรับวิทยุอาจแย่มากในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง
กรีนและเพื่อนร่วมงานของเขาพบว่าคลื่นวิทยุเหล่านี้บางคลื่นเดินทางไปยังอวกาศและล้าง "โซนปลอดภัย" สำหรับดาวเทียมระหว่างสายพานรังสี เข็มขัดเหล่านี้ซึ่งมีรูปร่างเหมือนโดนัทรอบเส้นศูนย์สูตรของโลกประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุพลังงานสูง - ไอออนและอิเล็กตรอน - ที่เดินทางไปตามแนวสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ของเรา
กรีนอธิบายว่าฟ้าผ่ากวาดย่านพื้นที่ของเราในการประชุมทางไกลของนาซ่าเมื่อวันอังคาร นอกจากนี้ยังเป็นผลงานล่าสุดของ David Smith จาก University of California, Santa Cruz บน Gamma-ray บนบกที่ยิงเข้าสู่อวกาศในระหว่างการโจมตีด้วยแสง TGFs เหล่านี้อาจฉีดอิเล็กตรอนพลังงานสูงลงในสายพาน
“ เราพบว่าฟ้าผ่านั้นเชื่อมโยงกันหลายวิธีในสายพานรังสี” สมิ ธ กล่าว
เข็มขัดสองสายและถังรั่ว
เข็มขัดรังสีถูกค้นพบในปี 1958 โดย James Van Allen โดยใช้ Probes Explorer เหนือเส้นศูนย์สูตรเข็มขัดด้านในขยายจากระดับความสูง 400 ไมล์ (650 กิโลเมตร) ออกไปประมาณ 4,000 ไมล์ เข็มขัดด้านนอกครอบคลุมจาก 8,000 ไมล์ไปประมาณ 40,000 ไมล์ พวกเขาเหมือนโดนัทซ้อนกันมีช่องหรือโซนที่ปลอดภัยระหว่าง
ตั้งแต่การค้นพบของเข็มขัดนักวิทยาศาสตร์ได้ไตร่ตรองคำถามสองข้อ: อะไรทำให้พวกเขาและทำไมจึงมีสอง?
คำถามแรกเป็นที่รู้จักกันมาระยะหนึ่งแล้ว อนุภาคพลังงานสูงในเข็มขัดส่วนหนึ่งมาจากรังสีจักรวาลที่ชนกับบรรยากาศส่วนบนทำให้เกิดการกระเซ็นของอนุภาครอง แหล่งที่มาที่โดดเด่นอื่น ๆ คือพายุ geomagnetic ที่เดือดออกมาจากดวงอาทิตย์
พายุเหล่านี้สามารถเทอนุภาคจำนวนมากลงในสนามแม่เหล็กที่ช่องจะเติมเต็มและเข็มขัดทั้งสองจะกลายเป็นหนึ่งเดียวนักวิจัยได้เรียนรู้เมื่อเร็ว ๆ นี้
นี่คือที่เอฟเฟกต์ของสายฟ้าเข้ามาคลื่นวิทยุจากการโจมตีของละติจูดสูงเช่นในยุโรปและอเมริกาเหนือ - สามารถเดินทางเข้าไปในช่องและโต้ตอบกับอนุภาคเปลี่ยนทิศทางไปสู่โลก
“ เราพบว่าสายฟ้าขับเคลื่อนอนุภาคสู่ชั้นบรรยากาศ” กรีนกล่าว "อนุภาคฝนตกอย่างแท้จริง"
สีเขียวเรียกว่าสล็อตเป็น "ถังรั่ว" ซึ่งทำให้อนุภาคพลังงานสูงภายในไม่กี่สัปดาห์หลังจากพายุสนามแม่เหล็กทางภูมิศาสตร์
การวิจัยมีความสำคัญสำหรับวิศวกรที่กำหนดตำแหน่งดาวเทียม
“ ดาวเทียมระบบตำแหน่งระดับโลกหลายพันล้านดอลลาร์ดาวเทียมเป็นกระโปรงที่ขอบของโซนปลอดภัย” กรีนกล่าวซึ่งเป็นผู้เขียนบทความเกี่ยวกับการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสารการวิจัยธรณีฟิสิกส์- "หากไม่มีเอฟเฟกต์การทำความสะอาดจากฟ้าผ่าจะมีเข็มขัดรังสีขนาดใหญ่เพียงอันเดียวโดยไม่มีสถานที่ที่สามารถเข้าถึงได้ง่ายในการวางดาวเทียม"
รังสีแกมม่าอาจเติมถัง
คลื่นวิทยุที่เคลียร์พื้นที่เหล่านี้มีความยาวคลื่นยาวกิโลเมตร ในปี 1994 รังสีแกมม่า - ด้วยความยาวคลื่นหนึ่งล้านล้านของวิทยุ - พบว่าเกี่ยวข้องกับฟ้าผ่า จากข้อมูลของสมิ ธ ความลึกลับจำนวนมากยังคงล้อมรอบมิลลิวินาทีของรังสีแกมมาซึ่งเป็นรังสีพลังงานสูงสุดที่มีอยู่
การใช้ข้อมูลจากดาวเทียมสเปคโทรสสเปกโทรสโกปีของ Ramaty Ramaty พลังงานแสงอาทิตย์สมิ ธ และเพื่อนร่วมงานพบว่าประมาณ 50 TGFs ออกไปในแต่ละวัน แต่ถ้ากะพริบมีลำแสงอย่างแคบ - ดังนั้นเฉพาะผู้ที่มุ่งหน้าไปยังเครื่องตรวจจับเท่านั้น - จากนั้นอัตราที่แท้จริงอาจเป็น 500 ถึง 5,000 ต่อวัน
นักวิจัยมีความสนใจในการพิจารณาว่า TGFs เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์สายฟ้าชั้นบนอื่น ๆ หรือไม่เช่นเครื่องบินไอพ่นสีน้ำเงินและสไปรต์- สิ่งนี้สามารถบอกพวกเขาได้ว่าเกิดอะไรขึ้นกับอิเล็กตรอนพลังงานสูงที่เชื่อว่าเป็นสาเหตุของรังสีแกมม่า
หาก TGFs ถูกสร้างขึ้นที่ด้านบนของเมฆเช่นเจ็ทสีน้ำเงินอิเล็กตรอนจะถูกดูดซึมในชั้นบรรยากาศ แต่ถ้า TGFs มีต้นกำเนิด 30 ไมล์ขึ้นไปเช่นสไปรต์ทำอิเล็กตรอนจะป้อนลงในสายพานรังสี
โลกไฟฟ้า
