Uusi malli selittää Maan magneettikentässä lähes valonnopeudella kiitävien elektronien alkuperää

Luotainmittaukset paljastivat taannoin tietoa äärimmäisen energisten elektronien esiintymisestä planeettamme magneettikentässä. Saksalaistutkijat kehittelevät nyt tarkkaa mallia ilmiölle.

Nasan Van Allen -luotainten havaintoja lähes valonnopeudella liikkuvista elektroneista julkaistiin 2017. Niiden on havaittu liittyvän geomagneettisiin myrskyihin.

"Tutkimuksemme mukaan elektronit Maan säteilyvyöhykkeissä voivat nopeasti kiihtyä ultrarelativistisille energioille, mikäli olosuhteet ja plasmaympäristö ovat oikeanlaisia", selittää Juri Shprits Potsdamin yliopistosta.

"Hiukkasten voidaan ajatella surffaavan plasma-aalloilla", hän vertaa.

Tähän asti näin energisten elektronien on ajateltu tarvitsevan kaksivaiheisen kiihdytyksen, aluksi magnetosfäärin ulkolaidalla ja sitten sen sisällä. Uuden tutkimuksen mukaan tämä ei kuitenkaan ole tarpeellista.

Keskeistä on kuitenkin magnetosfäärin taustaplasman tiheys. Valonopeutta lähenteleviä elektroneja havaittiin vain, kun plasman tiheys laski hyvin alhaiseksi. Tämä loi sopivat olosuhteet kiihdytykselle.

Myös muualla aurinkokunnassa uskotaan esiintyvän samanlaisia mekanismeja kiihdyttämässä elektroneja äärimmäisen korkeille energioille.

Planeetoista voimakkain magneettikenttä on Jupiterilla. Se on niin laaja, että mikäli sen pystyisi erottamaan paljain silmin, se näkyisi maanpinnalta katsottuna kaksi kertaa kuuta suurempana taivaalla.

Aiheesta lisää GFZ (englanniksi)