พายุพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดมหึมาของปี 2567 ให้สายพานรังสีชั่วคราวสองสายโลกตามภารกิจ Cubesat ของนาซ่า หนึ่งในสายพานเหล่านี้สามารถอยู่ในสถานที่เป็นเวลา "นานมาก" ตามที่นักวิทยาศาสตร์ของนาซ่ากล่าว
เหนือกว่าวงโคจรโลกต่ำโลกแห่งนี้ล้อมรอบด้วยเข็มขัดรังสีบางครั้งเรียกว่าเข็มขัด Van Allen หลังจากนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ James Van Allen ผู้อธิบายพวกเขาในปี 1958
"แม่เหล็กของโลกดักจับอนุภาครังสีพลังงานสูงและป้องกันโลกจากพายุสุริยะและลมสุริยะที่สตรีมสตรีมที่สามารถทำลายเทคโนโลยีได้เช่นเดียวกับผู้คนที่อาศัยอยู่บนโลก"นาซ่าอธิบาย-
"อนุภาคที่ติดอยู่เหล่านี้ก่อให้เกิดการแผ่รังสีสองเส้นหรือที่รู้จักกันในชื่อสายพานแวนอัลเลนที่ล้อมรอบโลกเหมือนโดนัทขนาดใหญ่เข็มขัดด้านนอกประกอบด้วยอนุภาคพลังงานสูงหลายพันล้านที่เกิดจากดวงอาทิตย์และเข็มขัดภายในเป็นผลมาจากการโต้ตอบ ของรังสีจักรวาลที่มีบรรยากาศของโลก "
เข็มขัดถาวรเหล่านี้ทำจากอิเล็กตรอนและโปรตอนผสมกับเข็มขัดด้านในประกอบด้วยพลังโปรตอนและอิเล็กตรอนและสายพานด้านนอกส่วนใหญ่มีอิเล็กตรอนพลังงานสูงทั้งหมดผูกพันกับโลกโดยสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ เช่นเดียวกับเข็มขัดรังสีถาวรเหล่านี้โลกสามารถรับเข็มขัดรังสีชั่วคราวได้เป็นครั้งคราวซึ่งเป็นผลมาจากอนุภาคพลังงานสูงที่ถูกเหวี่ยงทางของเราในช่วงพายุสุริยะ
ปีที่แล้วค่อนข้างน่าตื่นเต้นในแง่ของพายุสุริยะขณะที่ดวงอาทิตย์เข้าหาด้วยสิ่งที่มีขนาดใหญ่เป็นพิเศษเกิดขึ้นในเดือนพฤษภาคมสร้างแสงออโรร่าที่งดงามและในบรรยากาศของโลก ต้องขอบคุณการทดลองเข็มขัดรังสีภายในโคโลราโดของนาซ่า (CIRBE) ตอนนี้เรารู้แล้วว่าพายุยังให้สายพานรังสีสองอันใหม่ที่คั่นกลางระหว่างสายถาวร
“ เมื่อเราเปรียบเทียบข้อมูลจากก่อนและหลังพายุฉันพูดว่า 'ว้าวนี่เป็นสิ่งใหม่จริงๆ'” ผู้เขียนนำการศึกษาใหม่ซินลินหลี่กล่าวใน Aคำแถลง- “ นี่มันน่าทึ่งจริงๆ”
เข็มขัดเหล่านี้ศึกษาในช่วงหลายเดือนดูเหมือนจะติดอยู่นานกว่าสายพานชั่วคราวก่อนหน้านี้ สายพานอิเล็กตรอนก่อนหน้านี้ใช้เวลาประมาณสี่สัปดาห์ แต่สายพานใหม่เหล่านี้ดูเหมือนจะมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า ด้านนอกของเข็มขัดทั้งสองซึ่งประกอบไปด้วยอิเล็กตรอนพลังงานสูงส่วนใหญ่ยืนกรานมานานกว่าสามเดือนก่อนที่พายุอีกพายุในเดือนมิถุนายนจะล้มลงและลดขนาดของมันและจากนั้นพายุต่อไปในเดือนสิงหาคมก็หดตัวลงกับอิเล็กตรอนขนาดเล็ก การศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับสายพานชั่วคราวเช่นนี้อาจให้ข้อมูลเชิงลึกเกินกว่าเข็มขัดรังสี
"การคงอยู่ของสายพานอิเล็กตรอนใหม่ (1.3–5 MeV) รอบ ๆl= 2.5–3.5 เป็นกรณีที่ดีสำหรับการตรวจสอบอายุการใช้งานของพวกเขาเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์กับพลาสมาฟู่คลื่นเป็นหน้าที่ของพลังงานความหนาแน่นของพลาสม่าในท้องถิ่นและความแข็งแรงของสนามแม่เหล็ก "ทีมเขียนในการศึกษาของพวกเขา" การสลายตัวครั้งสำคัญ ในวันที่ 6/28) ยังให้กรณีศึกษาที่ดีสำหรับการตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคคลื่นอื่น ๆ เช่น EMIC [คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอิออนไซโคลตรอน] และคลื่นนักร้องที่กระจายอิเล็กตรอนพลังงานสูงเข้าสู่ชั้นบรรยากาศซึ่งจะถูกตรวจสอบในอนาคต "
เข็มขัดที่สองประกอบด้วยโปรตอนและอิเล็กตรอนยังคงอยู่อีกต่อไปเนื่องจากตำแหน่งที่ดีกว่าซึ่งอนุภาคที่สร้างขึ้นนั้นมีโอกาสน้อยที่จะเบี่ยงเบนออกจากวงโคจรของพวกเขา
“ ความเสถียรของเข็มขัดโปรตอนใหม่สอดคล้องกับความเข้าใจในปัจจุบันว่าการสูญเสียของพวกเขาส่วนใหญ่เกิดจากการชนกับอิเล็กตรอนอิสระและที่ถูกผูกไว้ซึ่งไม่สำคัญในช่วงเวลาที่สังเกตได้” ทีมอธิบาย "ดังนั้นเข็มขัดโปรตอนใหม่จึงคาดว่าจะนานกว่านี้อาจจะนานกว่าหนึ่งปี"
“ สิ่งเหล่านี้เป็นอิเล็กตรอนและโปรตอนที่มีพลังงานสูงซึ่งได้ค้นพบทางเข้าสู่สภาพแวดล้อมแม่เหล็กภายในของโลก” เดวิดซิเบคอดีตนักวิทยาศาสตร์ภารกิจของ Van Allen Probes ของ NASA และนักวิทยาศาสตร์การวิจัยที่ศูนย์การบินอวกาศ Goddard ของ NASA ใน Greenbelt รัฐแมริแลนด์ มีส่วนร่วมในการศึกษาเพิ่ม “ บางคนอาจอยู่ในสถานที่นี้เป็นเวลานานมาก”
ในขณะที่ Cubesat ทำงานได้ดีโดยให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีคุณค่าเกี่ยวกับเข็มขัดรังสีชั่วคราวพายุพลังงานแสงอาทิตย์จบลงด้วยการตัดภารกิจสั้น ๆ ผลักดาวเทียมออกจากวงโคจรในเดือนตุลาคม
“ เราภูมิใจมากที่ Cubesat เล็ก ๆ ของเราทำการค้นพบเช่นนี้” หลี่กล่าวเสริม
การศึกษาถูกตีพิมพ์ในไฟล์วารสารการวิจัยธรณีฟิสิกส์: ฟิสิกส์อวกาศ-
