Paieška
LIETUVAGIMTASIS KRAŠTASISTORIJAEKONOMIKAKOMENTARAIPASAULISŠEIMA IR SVEIKATATRASA
ŽMONĖSKULTŪRASPORTASGAMTA IR AUGINTINIAIĮDOMYBĖSMOKSLAS IR ITMULTIMEDIA
MOKSLAS IR IT

Astronaujiena. Žmonės keičia kosmoso orus

 
Tarp žiedų yra tarpas, kuriame dalelių labai nedaug. Jos ten neužsilieka, nes būtent tokiu – 6000-13000 km – atstumu nuo planetos jas išstumdo labai mažo dažnio radijo bangos. Tų bangų dažniai yra tarp 3 ir 30 kilohercų, o ilgiai – 10-100 kilometrų. Elektringos dalelės, sąveikaudamos su šiomis radijo bangomis, nukrenta žemyn į vidinį žiedą ir į Žemės atmosferą. Van Aleno žiedų schema. ©NASA

Tai, kad žmonės keičia Žemės paviršių, tikrai jokia naujiena. Ar tai būtų žemdirbystė ir miestų statyba, ar klimato kaita ir paliekami ilgalaikiai pėdsakai uolienose, mūsų poveikis gimtajai planetai yra labai platus ir įvairialypis. Ir toks didelis, kad kai kurie geologai siūlo įvesti naują geologinę epochą – antropoceną (Anthropocene). O dabar aptikta įrodymų, kad žmonijos veikla turi poveikį net ir kosmoso orams.

„Kosminiais orais“ vadinamos sąlygos Saulės sistemoje, ypač arti Žemės, kurios gali turėti įtakos mūsų planetai ar žmonių veiklai. Įvairūs pavieniai reiškiniai, pavyzdžiui šiaurės pašvaistės, stebimi ir tyrinėjami šimtus, jei ne tūkstančius, metų, tačiau rimti ir nuoseklūs tyrimai prasidėjo tik prieš kelis dešimtmečius. Pats terminas pradėtas plačiai naudoti prieš maždaug 20 metų.

Viena iš kosminiams orams svarbių struktūrų yra Žemę juosiantys Van Aleno žiedai (Van Allen Belts). Tai yra du, o kartais ir trys, žiedai, sudaryti iš elektringų Saulės vėjo dalelių, kurias sugavo Žemės magnetosfera. Vidinis žiedas yra maždaug 1000–6000 km aukštyje virš Žemės paviršiaus ir sudarytas iš vidutinės energijos elektronų (jų kinetinė energija yra mažesnė už rimties masės energiją, tai reiškia, kad jie juda greičiais, daug mažesniais už šviesos greitį) bei protonų. Išorinis žiedas yra 13000–60000 kilometrų atstumu nuo Žemės paviršiaus; jį sudaro daugiausiai reliatyvistiniais – artimais šviesos greičiui – greičiais judantys elektronai. Abu žiedai yra maždaug riestainio formos, tačiau ir jų forma, ir atstumas nuo Žemės kinta priklausomai nuo Saulės aktyvumo. Stipresnis Saulės vėjo gūsis gali prispausti žiedus arčiau Žemės.

Labai žemo dažnio radijo bangas gali sukurti netvarkingas dalelių judėjimas pačiuose žieduose, tačiau pagrindinis natūralus jų šaltinis Žemėje ir planetos aplinkoje – žaibų išlydžiai. Bent jau taip buvo iki šiol. O dabar paaiškėjo, kad žmonių veikla Van Aleno žiedus veikia stipriau.

Nuo 2012-ųjų metų Van Aleno žiedus tyrinėja du NASA zondai. Per penkerius metus jie aptiko daugybę įdomių ir naujų dalykų – minėtąjį tarpą tarp žiedų, kartais egzistuojantį trečią žiedą, medžiagos apykaitą tarp žiedų per Saulės audras ir taip toliau. Naujausias jų atradimas – vidinio žiedo vidinis pakraštys 2015 metais, lyginant su 1962, buvo gerokai toliau nuo Žemės. Negalima vienareikšmiškai pasakyti, ar tai yra nuoseklaus ir ilgalaikio žiedų atitolimo pasekmė, ar trumpalaikis pokytis, tačiau laikui bėgant bus rastas atsakymas ir į šį klausimą. Šiuo metu gerokai įdomiau yra tai, kad žiedo vidinis pakraštys beveik tiksliai sutampa su labai žemo dažnio radijo bangų burbulo spinduliu.

1962-ųjų (viršuje) ir 2015-ųjų (apačioje) duomenys, rodantys spinduliuotės intensyvumą aplink Žemę. Spalvos žymi dalelių srautų intensyvumą (skalė dešinėje), erdvės matmenys – Žemės spinduliai. Viršuje Van Aleno žiedai gana aiškiai atskirti mažesnio srauto regionu, o apačioje vidinis žiedas praktiškai visai išnykęs. Paimta iš Gombosi et al. (2017), ©Space Science Reviews

Šis burbulas egzistuoja todėl, kad žmonių veikla labai žemo dažnio radijo bangas skleidžia nuolatos. Jos naudojamos komunikacijoms, ypač kariuomenėje, palaikant ryšį su povandeniniais laivais. Kartais jos naudojamos ir geologiniams tyrinėjimams. Ir visi šie signalai pasklinda erdvėje. Dauguma atsispindi nuo jonosferos, kelių dešimčių kilometrų aukštyje, bet dalis prasiskverbia ir toliau, kur juos sulaiko Van Aleno žiedo vidinė riba. Bet jei žiedas stabdo bangas, tai reiškia, kad bangos žiedą stumia tolyn. O radijo bangų Žemėje sklinda vis daugiau, taigi burbulas Van Aleno žiedus spaudžia vis stipriau ir po truputį plečiasi.

Toks paaiškinimas – nebūtinai teisingas, bet skamba gana logiškai. Teoriškai procesas aprašytas dar 1998 metais, taigi iš principo toks efektas nėra visiškai netikėtas. Bet patvirtinimas, kad žmonijos veikla keičia ne tik Žemės, bet ir kosmoso orus, verčia susimąstyti.

Beje, poveikis mums yra visai naudingas. Van Aleno žiedai yra didžiulis galvos skausmas palydovų operatoriams, nes ten susikaupusios dalelės kenkia elektronikai. Pro šalį skrendantiems žmonėms irgi kenktų, todėl Apollo misijos į Mėnulį skrido kreivomis trajektorijomis, aplenkdamos žiedus. Jei mes netyčia sugebėsime žiedus sunaikinti, tai bus gana rimtas pliusas vystant kosminius skrydžius ir kosmoso infrastruktūrą.

Tyrimo rezultatai kartu su bendra žmonijos poveikio Žemės magnetosferai apžvalga publikuojami žurnale Space Science Reviews. Viešai prieinamą versiją rasite duombazėje arXiv.

DALINTIS:
0
SPAUSDINTI
MOKSLAS IR IT
Rubrikos: Informacija:
EkonomikaGamta ir augintiniaiGimtasis kraštasĮdomybėsKontaktai
IstorijaJurgos virtuvėKomentaraiKonkursaiReklaminiai priedai
KultūraLietuvaMokslas ir ITPasaulisPrenumerata
SportasŠeima ir sveikataTrasaZapad-2017Karjera
Visos teisės saugomos © 2013-2017 UAB "Lietuvos žinios"