Раскрыт ранее неизвестный механизм разгона электронов в космической среде

Как объясняют эксперты, он существенно дополняет представления астрофизиков о том, как образуются космические лучи.

ТАСС, 13 января. Европейские и американские астрофизики обнаружили при помощи флотилий зондов MMS и THEMIS/ARTEMIS ранее неизвестный механизм, резко увеличивающий энергию электронов в околоземной среде и ускоряющий их до околосветовых скоростей при взаимодействии с ударными волнами. Об этом сообщила пресс-служба Университета Нортумбрии.

«Ближайшие окрестности Земли являются природной лабораторией, которая позволяет нам изучать свойства космической плазмы. В частности, нам удалось использовать данные с зондов MMS и THEMIS/ARTEMIS для раскрытия ранее неизвестного механизма разгона электронов до релятивистских скоростей. Подобным образом частицы ускоряются не только в Солнечной системе, но и во всех регионах Вселенной в целом», — пояснил научный сотрудник Университета Нортумбрии Ахмад Лалти, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как объясняют эксперты, раскрытый ими механизм существенно дополняет представления астрофизиков о том, как образуются космические лучи — заряженные частицы, разогнанные до околосветовых скоростей различными процессами во Вселенной. Космические лучи составляют важную часть радиационного фона в открытом космосе, что делает их изучение важным для обеспечения бесперебойной работы спутников и безопасности пилотируемых полетов.

Особенный интерес у астрофизиков вызывают электронные космические лучи, так как существующие теории не способны объяснить то число разогнанных электронов, которые фиксируются инструментами спутников в околоземной среде и другими наблюдательными приборами в более далеких уголках космоса. Экспертам удалось найти часть «пропавших» частиц в ходе анализа данных, которые были получены в декабре 2017 года флотилиями зондов MMS и THEMIS/ARTEMIS, изучающими магнитосферу Земли.

В это время эти спутники находились внутри так называемой головной ударной волны — в той части околоземного пространства, где солнечный ветер сталкивается с магнитным «щитом» Земли и образует относительно плотную плазменную среду. Внутри этой области космоса инструменты зондов зафиксировали резкое повышение в концентрации электронов сверхвысоких энергий, которые двигались со скоростью, лишь на несколько десятков процентов уступавшей скорости света.

Последующее изучение свойств этих частиц указало на то, что они ускорились в результате ранее неизвестных взаимодействий между высокочастотными электромагнитными волнами, ударной волной, и относительно слабо разогнанными электронами из солнечного ветра и околоземной среды. В прошлом, физики считали, что подобным образом могут разгоняться лишь электроны с изначально высокой энергией, что ограничивало их общее число и вело к сильной недооценке их реального количества, подытожили эксперты.