Нужен иной подход. Космические аппараты могли десятилетиями неверно интерпретировать движение частиц в радиационных поясах Земли

Об этом пишет издание SciTechDaily .

Исследователи из Бирмингемского университета, Хельсинкского университета и Чешской академии наук установили, что ограниченная точность измерений космических аппаратов скрывает мелкомасштабные структуры в движении высокоэнергетических частиц. Из-за этого упорядоченное движение может выглядеть как случайное рассеяние.

Радиационные пояса Земли — это зоны вокруг планеты, где магнитное поле удерживает большое количество энергичных частиц. Они представляют опасность для спутников, могут влиять на связь и создавать проблемы во время космических миссий.

Ранее наблюдения за такими частицами часто объясняли диффузией. Проще говоря, речь шла о постепенном случайном рассеянии частиц в пространстве. Новое исследование показывает, что подобную картину можно получить и без такого процесса.

Когда группы частиц движутся в магнитном поле с немного различающимися скоростями, их первоначальная упорядоченная структура постепенно растягивается и становится всё более сложной. Космический аппарат не способен различить все эти мелкие детали. В результате он фиксирует уже сглаженную картину, которая может напоминать диффузионное движение.

По словам ведущего автора исследования Аднане Османе, это не означает, что диффузии в радиационных поясах не существует. Проблема заключается в том, что одних лишь наблюдений иногда недостаточно, чтобы определить, какой именно механизм привел к наблюдаемой картине.

Исследователи сравнили это с разглядыванием картины, которой недостает детализации. Сложный узор из множества мелких элементов может казаться гладкой поверхностью, если смотреть на него издалека. Подобным образом и космический аппарат может не зафиксировать мелкие структуры в движении частиц.

Еще одна проблема заключается в том, что один космический аппарат не всегда может отличить изменения, происходящие в разных местах, от изменений, происходящих со временем. Поэтому ученые предлагают использовать группы спутников, которые будут одновременно наблюдать за одной популяцией частиц из разных точек.

Такой подход может помочь точнее определить, как именно частицы движутся и ускоряются в радиационных поясах Земли, других планет и некоторых коричневых карликов.

Авторы отмечают, что полученные результаты могут заставить пересмотреть часть подходов, использовавшихся для интерпретации данных о радиационных поясах на протяжении последних десятилетий.