* دانشمندان بر این باورند که سرچشمه ی شتاب گیری الکترون های ابَرسریع پیرامون زمین - که به عنوان مقصر مرگ زودهنگام ماهواره ها شناخته شده اند- را یافته اند.
بر پایه ی داده های تازه ای که توسط کاوشگرهای فضایی دوقلوی وان آلنناسا گرد آمده، الکترون های درون کمربندهای تابشی که به دور زمین حلقه زده اند، به وسیله ی امواج الکترومغناطیسِ پیرامون سیاره برانگیخته می شوند. این آگاهی های تازه می تواند در آینده به دانشمندان کمک کند تا راه هایی برای محافظت و نگهداری بهتر ماهواره ها و جلوگیری از آسیب دیدن آن ها در برابر ذرات باردار سرگردان بیابند.
 |
سرچشمه ی ذرات پرانرژی‌ای که بسیاری از ماهواره ها را به مرگ زودهنگام دچار می کنند ردیابی شده است. تصویر بزرگ تر |
دانشمندان پیش از این می دانستند که چیزی در فضا هست که ذراتِ درون کمربندهای تابشی را شتاب داده و به سرعتی بیش از ۹۹% سرعت نور می رساند؛ ولی نمی دانستند که این "چیز" چیست. نتایج تازه ی کاوشگرهای وان آلننشان می دهد که این انرژی شتابنده از درون خود کمربندها تامین می شود. به گفته ی جفری ریوز، نویسنده ی اصلی مقاله ی تازه که هفته ی پیش در نشریه ی ساینس منتشر شد، الکترون ها در واقع توسط امواج الکترومغناطیسی درون کمربندها شتاب می گیرند.
ریوز که از دانشمندان ارشد در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس در نیومکزیکو است به اسپیس دات کام گفت: «یکی از جنبش هایی که الکترون ها - به هنگام حرکت در مغناطکره و در کمربندهای تابشی- انجام می دهند اینست که مارپیچ وار به گرد میدان مغناطیسی می چرخند و می چرخند. به نظر من این چیزی مانند بازی tetherball [گونه ای بازی دونفره که در آن، به یک توپِ آویزان از یک ستون ضربه می زنند -م] است. ستون، همان میدان مغناطیسی است و الکترون ها به گرد آن می‌چرخند و می چرخند. کاری که امواج الکترومغناطیسی می کنند اینست که به این الکترون ها (همان توپ) ضربه می زنند -- و اگر ضربه در زمان درست زده شود، یعنی هر یک دور یک بار، الکترون هم سریع تر و سریع تر می شود.»
الکترون های شتاب گرفته در کمربندهای تابشی می توانند به فضاپیماهایی که در مدار زمین هستند آسیب برسانند. به گفته ی ریوز، بسیاری از اختلال هایی که در اثر الکترون های کمربندهای تابشی در کارکرد ماهواره ها رخ می دهد، اغلب فاجعه‌بارند. ذرات باردار می توانند با سرعت بسیار وارد سامانه ی یک ماهواره شوند و سامانه های الکتریکی درون فضاپیما را از کار بیندازند. [در این زمینه بد نیست این را هم بخوانید:* «آهنگ زمین» را بشنوید]
ریوز می گوید: «سرعت این الکترون ها بیش از ۹۹ درصد سرعت نور است. آن ها سریع ترین چیزهایی هستند که سیاره‌ی زمین به گونه ای طبیعی می آفریند، و انرژی کافی برای آن را دارند که یکراست از پوسته ی یک ماهواره به درون آن نفوذ کنند -- این الکترون ها خود را در سامانه های الکترونیکی درون ماهواره جاسازی می کنند.»
وی می افزاید: «زمانی که شمار این الکترون ها درون سامانه های ماهواره از حدی بیشتر شد، یک تخلیه ی الکتریکی شدید [به شدت یک آذرخش مینیاتوری -م] درون ماهواره رخ می دهد و در این صورت، ماهواره یا دچار اختلال کارکرد می‌شود یا گاهی وقت ها به کلی از کار می افتد.»
این تنها آغاز پژوهش ریوز درباره ی الکترون های کمربندهای تابشی است. وی امیدوار است که نه تنها سرچشمه ی شتابگیری این الکترون ها را پی بگیرد، بلکه گونه های دقیق یک موج الکترومعناطیسی که الکترون ها را تا یک بسامد ویژه بر می انگیزد را نیز بیابد.»
 |
این دو نوار ذرات که به به گرد زمین حلقه زده اند و به نام کمربندهای تابشی خوانده می شوند، از بزرگ ترین شتابدهنده های طبیعی در سامانه ی خورشیدی‌اند و می توانند ذرات را به سرعت هایی تا ۹۹% سرعت نور برسانند. کاوشگرهای دوقلوی وان آلن که در اوت ۲۰۱۲ راهی فضا شدند، اکنون سازوکاری که پشت این شتاب گرفت است را یافته اند. تصویر بزرگ تر |
این آگاهی ها می تواند به دانشمندان و مهندسان برای ساختن فضاپیمایی نیرومندتر در آینده کمک کند.
دیوز می گوید: «اگر امواج الکترومغناطیسی به الکترون ها شتاب می دهند، پس باید در پی آن باشیم که بدانیم چه نوع موجی این کار را می کند. شاید هم اکنون بتوانیم این امواج را زیر نظر بگیریم و درباره ی زمان هایی که به الکترون ها شتاب می‌دهند آگاهی بیشتری پیدا کنیم. حتی می توانیم یک گام جلوتر رفته و زمان شتابدهی را پیش بینی کنیم: به دنبال آن باشیم که بدانیم اصلا چه چیزی این امواج را پدید می آورد و آیا شرایط مغناطکره [در یک زمان] برای ساختن این امواج مناسب هست یا نه.»
واژه نامه:
electron - Earth - satellite - NASA - Van Allen space probe - electromagnetic wave - planet - charged particle - radiation belts - Geoffrey Reeves - journal Science - magnetosphere - tetherball - magnetic field - Van Allen radiation belts - accelerator - solar system
منبع: SPACE.com
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان