به گزارش پایگاه خبری تحلیلی رادار اقتصاد به نقل از سایت علمی بیگ بنگ، میدان مغناطیسی زمین ذرات پرانرژی را به دام می‌اندازد. هنگامی که نخستین ماهواره‌ها به فضا رفتند، دانشمندانی به سرپرستی “جیمز وان آلن” به گونه‌ای غیرمنتظره مناطقی از تابش ذرات پرانرژی را کشف کردند، این مناطق بعدها به یاد کاشف‌شان، “کمربند تابشی وان آلن” نامیده شدند. اگر بخواهیم نمایی از آنها بدهیم، دو منطقه‌ی چنبره-مانند هستند که سیاره‌مان را در بر گرفته‌اند.
اکنون بر پایۀ یک پژوهش جدید که به سرپرستی دانشمندان مرکز پژوهشی آلمان برای دانش زمین(جی‌اف‌زی) انجام شده، الکترون‌ها در کمربندهای تابشی می‌توانند در همان جا شتاب گرفته و به سرعت‌هایی بسیار بالا برسند. بر پایه‌ی این پژوهش، مگنتوسفر زمین با رفتاری مانند یک شتاب‌دهندۀ بسیار کارآمدِ ذرات، الکترون‌ها را شتاب داده و به انرژی‌های فرا-نسبیتی می‌رساند.
ناسا برای شناخت بیشتر با کمربند تابشی وان آلن، در سال ۲۰۱۲ فضاپیماهای دوقلویی به نام “کاوشگرهای وان آلن” را برای گذشتن از این محیط بسیار خشن و انجام سنجش‌هایی دقیق در این منطقۀ خطرناک به فضا پرتاب کرد. از جملۀ این سنجش‌ها، سنجش طیف کاملی از ذراتی که با سرعت‌های گوناگون و در جهت‌های گوناگون حرکت می‌کردند، و نیز سنجش امواج پلاسما بود. امواج پلاسما همانند موج‌هایی هستند که روی سطح آب می‌بینیم، ولی در حقیقت با چشم نامسلح دیده نمی‌شوند. آنها را می‌توان با موج‌هایی در میدان الکتریکی و مغناطیسی مقایسه کرد.
مشاهدات گذشته نشان می‌دادند که انرژی الکترون‌ها در این کمربندها می‌تواند تا انرژی‌هایی که فرا-نسبیتی خوانده می‌شوند بالا برود. این الکترون‌ها با دماهایی بالاتر از ۱۰۰ میلیارد درجه فارنهایت، آنچنان سریع جابجا می‌شوند که انرژی جنبشی‌شان بسیار بالاتر از انرژی سکون‌شان، بر پایه‌ی چیزی که فرمول پرآوازۀ E=mc2 اینشتین گفته می‌شود؛ سرعت این ذره‌ها به اندازه‌ای بالاست که جریان زمان برایشان به گونه‌ی چشمگیری کُند می‌شود.
دانشمندان از یافتن این الکترون‌های فرا-نسبیتی شگفت‌زده شده و تصور کردند که چنین انرژی‌های بالایی تنها می‌تواند دستاورد آمیزه‌ای از دو فرآیند باشد: فرآیندِ انتقال ِ ذرات از منطقه‌های بیرونیِ مگنتوسفر به درون آن که به شتاب‌گیری‌شان رخ می‌دهد، و یک فرآیندِ شتاب‌دهیِ منطقه‌ایِ ذرات توسط امواج پلاسما.
اما این پژوهش ِ جدید نشان می‌دهد که الکترون‌ها در همان منطقه به چنین انرژی‌های باورنکردنی‌ای می‌رسند، با گرفتن همه‌ی این انرژی از امواج پلاسما در دل کمربندها [پس دیگر آمیزه‌ای از دو فرآیند نیست و تنها همان فرآیند دوم است-م]. چنین پیداست که این فرآیند بی‌اندازه کارآمد و پُرقدرت است.
کشف غیرمنتظرۀ چگونگی شتاب‌گیری ذرات تا انرژی‌های فرا-نسبیتی، آن هم در فضای نزدیک زمین، شاید به دانشمندان در شناحتِ فرآیندهای بنیادین شتابدهی روی خورشید، نزدیک سیاره‌های بیرونی، و حتی در گوشه‌های دوردست کیهان، جاهایی که دور از دسترس کاوشگرهاست یاری دهد. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature Communications منتشر شده است.
نظر شما