Настоящий Стартрек: Земля защищена непроницаемым силовым полем
Радиационные пояса, обнаруженные на заре космической эры, выполняют новую функцию: защищают Землю.
30 января 1958 г. американские учёные запустили свой первый орбитальный спутник, «Explorer 1». На его борту был установлен счетчик Гейгера, разработанный Джеймсом Ван Алленом и его коллегами из университета штата Айова. Достигнув определенной высоты, счетчик измерил неожиданный уровень радиации. Во время последующих полетов было выявлено, что Земля окружена двумя энергетическими поясами. Они так и были названы – радиационные пояса Ван Аллена. Это было первое крупное открытие в космической гонке, после того, как русские успешно запустили два спутника и собаку по кличке Лайка в конце 1957 г.
Читайте также: Марс фото
Сегодня, спустя 56 лет после этого открытия, физики обнаружили, что пояса Ван Аллена выполняют еще одну важную функцию: защищают Землю. Оказывается, что между внутренним и внешним кольцами находится «непроницаемый барьер», защищающий Землю от быстрых электронов солнечного ветра. Об этом сообщает журнал Nature:
«Ранние наблюдения показывали, что радиационные пояса Ван Аллена делятся на внутреннюю зону с преобладанием протонов высокой энергии и на внешнюю зону с преобладанием электронов высокой энергии. Последующие исследования подтвердили, что в обеих зонах присутствуют электроны средней энергии (количество энергии меньше чем один мегаэлектронвольт), в то время как между самим зонами находится щель, вообще почти лишенная частиц. Земля окружена плотной холодной плазмой, плазмасферой, внешняя граница которой носит название плазмопауза. Учёные объясняли структуру радиационных поясов как следствие сильного электронного взаимодействия с плазмосферным шипением как раз внутри границы плазмопаузы, при том, что внутренний край внешней зоны радиации соответствует минимальному участку плазмопаузы. Последние наблюдения выявили неожиданную морфологию поясов, особенно на уровне ультрарелятивистских кинетических энергий (более пяти мегаэлектронвольт). Мы анализируем расширенное множество данных, показывающих очень тонкую внутреннюю границу для ультрарелятивистских электронов. К тому же проведённые параллельно измерения показали, что барьер для радиального транспорта внутренних электронов возникает не из-за физической границы внутри магнитного поля Земли, и что внутренняя радиальная диффузия вряд ли задерживается рассеиванием волновыми полями источника электромагнитных волн. Скорее всего, какая-то очень медленная внутренняя радиальная диффузия в сочетании со слабым, но устойчивым, углом наклона волн и частиц, рассеивающимся глубоко внутри плазмасферы Земли, объединяются и образуют почти непроницаемый барьер, через который не может пройти большинство электронов энергетического пояса Ван Алена».
Другими словами, этот невидимый щит защищает нашу планету от губительных частиц. Журнал Astrobiology называет их «электронами-киллерами». В пресс-релизе колорадского университета говорится о том, что эти электроны «юркают вокруг планеты почти со скоростью света и пугают астронавтов, поджаривают спутники и разрушают космические системы во время сильных солнечных бурь». Авторы пресс-релиза называют его «невидимым щитом, напоминающим Звёздный путь». В статье ничего не говорится о том, к чему может привести длительное воздействие «электронов-киллеров», но то, что способно поджарить спутник, опасно и для жизни биосферы.
Как же образуется этот щит? Учёным точно не известно. Ученые не могут объяснить это явление и считают, что это какой-то «сговор»:
«Тайна «невероятно тонкой» границы по внутреннему краю внешнего пояса на высоте примерно 11,5 км, где ультрабыстрые электроны, по-видимому, блокируются от разрушения щита и продвижения глубже к атмосфере Земли, так и остается неразгаданной».
«Создается такое впечатление, что в космическом пространстве находится стеклянная стена, на которую натыкаются эти электроны», - говорит Бейкер, ведущий автор исследования. «Эти электроны блокируются невидимым щитом, который напоминает щит из Звездного пути, используемый для отражения инопланетных атак. Это очень загадочное явление».
Д-р Бейкер получил докторскую степень под руководством Джеймса Ван Аллена. Другой исследователь космоса, д-р Генри Рихтер, который в 1958 г. помогал ассистенту Ван Аллена, Джорджу Людвигу, устанавливать инструмент для «Explorer 1», с восторгом встретил это новое открытие. Он назвал его «важной для Земли характеристикой» (из личной переписки). Рихтер, единственный из команды «Explorer 1», кто еще сегодня жив, следил тогда за приборной полезной нагрузкой и устанавливал системы радиосвязи в Калифорнии, подтверждающие, что спутник достиг орбиты после запуска во Флориде.
По мнению Бейкера, открытие этого защитного щита побудит учёных проводить больше исследований. Он пишет:
«Природа не терпит сильных градиентов и обычно ищет пути, как их сгладить, поэтому было бы естественно ожидать, что некоторые релятивистские электроны движутся внутрь, а некоторые наружу. Непонятно, каким образом медленные и постепенные процессы, вовлеченные в движение этих частиц, могут сообщаться между собой и образовывать в этом месте космоса настолько тонкую и устойчивую границу».
«Такое впечатление, что мы смотрим на это явление новыми глазами, с новым набором инструментов, который позволяет нам сказать: ‘Да, эта прочная и устойчивая граница существует», - говорит Джон Фостер, соавтор исследования и заместитель директора Обсерватории Хейстек Массачусетского технологического института.
Данные были собраны с помощью двойного зонда Ван Аллена в 2012 г., но анализ был проведен только сейчас. «Внутренний край популяции релятивистских электронов является потрясающей особенностью на всех географических долготах», - говорят в заключении авторы статьи в Nature. «Ранее мы не обсуждали этого в литературе потому, что не имели настолько точных измерений на уровне высокой энергии». Об открытии сообщили также New Scientist, Science Daily, Frontline Desk, не забыв, конечно же, упомянуть о Звёздном пути.
Эта удивительная находка бросает вызов астробиологии и поддерживает разумный замысел. Она показывает, что для жизни важно не только определенное расстояние от звезды (наряду с другими факторами), но и определенный размер и структура магнитного поля, защищающего биосферу нашей планеты от смертельной радиации.
Марс, несмотря на неоднородное магнитное поле, получает радиацию, которая буквально поджаривает все органические соединения. Поскольку обнаруженный щит не может быть природным свойством магнитосферной структуры Земли, он может указывать на «сговор» (по терминологии самого Бейкера) нескольких процессов, работающих вместе. Если так, то мысль о том, что какая-то экзопланета может иметь необходимую плазмосферу и магнитосферу для образования такого щита, кажется очень маловероятной.
Немного о д-ре Генри Рихтере: я познакомился с ним в 2007 г. в Лаборатории реактивных двигателей, когда он начал изучать историю «Explorer 1». Он снялся в документальном фильме, выпущенном Лабораторией в честь празднования 50-летия запуска спутника, на котором он был очень важным гостем. Д-р Генри Рихтер получил степень доктора химических наук в калифорнийском технологическом университете и занимал в нем должность профессора, пока не принял приглашение работать в Лаборатории реактивных двигателей. После исторического успеха «Explorer 1» (приведшего к образованию NASA), он также работал в программах «Ranger» и «Surveyor» по изучению Луны, которая предшествовала программе Аполлон. Он был главным, кто отвечал за планирование и установку наземной сети станций слежения за глубоким космическим пространством, которая до сих пор работает в Калифорнии, Испании и Австралии. В 2008 г. в Вашингтоне д-р Рихтер был удостоен награды Лаборатории реактивных двигателей, а до этого был награжден на церемонии, посвященной 50-летию Сети дальней космической связи.
Через несколько лет после того, как д-р Рихтер (еще в начале 60-ых годов) покинул Лабораторию, он стал христианином и креационистом. Когда он вернулся в лабораторию как пенсионер, он первым делом отыскал меня, потому что знал о моих христианских взглядах (он прочел мои статьи, написанные для Института исследования Сотворения). Мы подружились и встречались всякий раз, как он приходил в лабораторию. В 2008 г. на лекции, посвященной «Explorer 1», он поделился с аудиторией своим личным свидетельством. Когда в 2009 г. меня понизили в должности из-за того, что я распространял диски, на которых рассказывал о Разумном замысле , он лично беседовал с заместителем директора Лаборатории, но, к сожалению, безрезультатно (он сказал, что такого никогда не происходило, пока он работал в лаборатории). Д-р Рихтер приятный человек и смиренный христианин с невероятным жизненным опытом. Для меня честь быть другом такого выдающегося американца. Сегодня мы работаем вместе над изданием книги, посвященной Разумному замыслу.