Пояс Ван Аллена. Радиационная граница планеты
Зона накопления и удержания проникающих в магнитосферу высокоэнергичных заряженных частиц образует радиационный пояс планет. Поля, не впускающие частицы с кинетической энергией E, однако содержащие и не выпускающие уже попавшие туда частицы с энергией E, называются зонами захвата.
Радиационная граница Земли
Наличие такого радиационного пояса у Земли было открыто в 1958 году одновременно советскими учеными Чудаковым А.Е. и Верновым С.Н. и ученым-американцем Ван Алленом, откуда и пошло его название – «пояс Ван Аллена». Он являет собой тороид и делится на внутреннюю и внешнюю области. Внутренняя часть, в основном состоящая из протонов, располагается на высоте около 4 тыс. км от поверхности Земли, а внешняя, преимущественно состоящая из электронов, – на высоте 17 тыс. км.
Если на основании данных о магнитной индукции построить график интенсивности нижней границы пояса, то данные, полученные в результате измерений, можно уложить в одну кривую, что служит подтверждением магнитного происхождения захвата.
Между внутренней и внешней областями пояса, в интервале 2-3 радиуса Земли, есть расстояние. В ходе исследований данной области с применением нового оборудования, ученые выявили протоны и электроны с энергией в сотни и десятки килоэлектронвольт соответственно. Данные частицы оказались в совершенно ином пространственном положении по сравнению с проникающими частицами.
На расстояниях L~3 от центра Земли зафиксирован максимальный уровень интенсивности протонов низких энергий. Вся область захвата заполняется малоэнергичными электронами без разделения на внутреннюю и внешнюю границы. Хотя частицы с потенциалом в десятки кэВ не относят к космическим лучам, радиационный пояс должен изучаться с частицами всех энергий комплексно. Кроме того, науке уже известны тяжелые космические лучи ультравысоких энергий, превышающие общепринятый для космических лучей теоретический предел потенциалов.
Огромные планеты Солнечной системы, благодаря магнитным полям, таким же сильным, как магнитное поле Земли, также имеют свои радиационные пояса.
