Új sugárzási öv a Föld körül
A belső Van Allen-övet az 1958 januárjában elindított amerikai Explorer–1 és a két hónappal később felbocsátott Explorer–3 mérései alapján látták meg, a külsőt egy évvel később a szintén amerikai Pioneer–1 segítségével. (A mérőműszereket James Van Allen, az Iowa Egyetem fizikusa tervezte, így róla nevezték el a Földet körülvevő sugárzási öveket.)
Lichtenberger Jánostól, az ELTE űrfizikai kutatócsoportjának docensétől tudjuk, hogy a Van Allen-öveket a magnetoszféra erővonalai által csapdába ejtett részecskék alkotják. A belső öv a Föld felett 2000 kilométertől 5000 kilométerig terjed és kis energiájú elektronokból, valamint nagy energiájú protonokból áll. Az alapvetően nagy energiájú elektronokból álló külső öv körülbelül 6000-10 000 kilométer vastag, legsűrűbb része 15 000-20 000 kilométer magasságban van.
A két zóna nem válik el élesen egymástól. Az amerikai űrügynökség tavaly augusztusban útnak indított Van Allen-ikerszondájának műszerei észlelték a bevezetőben említett új, ám rövid életűnek bizonyult harmadik gyűrűt. Ezt a sugárzási övezetet szupernagy energiájú elektronok alkották 19 100 és 22 300 kilométerre a Föld felszínétől. A kozmikus sugárzás időleges gyűrűje múlt év szeptember 2-án alakult ki, és több mint négy hétig tartott, október elején azonban eltűnt.
A sugárzási öveket jelen tudásunk szerint külső hatások hozzák létre. A belső övet a galaktikus kozmikus sugárzás gerjeszti. A külső öv pedig a napkitörésekből kiáramló plazmából származik, amely hatalmas buborékként éri el a Földet. Ez a buborék ütközik a földi mágneses térrel, amelyik szerencsére nem engedi a felszín közelébe a plazmát alkotó részecskéket. (Ha mégis, ugyanolyan „sugárfertőzést” okoznának, mint a radioaktív sugárzás.) A buborék elfolyik a Föld mellett, de a Nappal ellentétes oldalon egy kisebb része bejut a földi mágneses tér belsejébe, itt ragad, és ezekből a részecskékből keletkezik a külső öv.
A Nap által időről időre generált mágneses viharok következménye, hogy a sugárzási övek mérete változik, hol összenyomódnak, hol kiterjednek. Nyugalmi állapotban a külső Van Allen-öv közepe átlagosan 4,5 földsugár távolságra (egy földsugár 6370 kilométer) van a Föld középpontjától, ez lecsökkenhet 2,5-3 földsugár értékre (ilyenkor lehet például Magyarországon is sarki fényt látni), illetve kitágulhat 5-6 földsugár távolságra is. Ezeket a változásokat (a mágneses tér, a sugárzási övek és az ionoszféra változásait) nevezzük űridőjárásnak. A műholdak szempontjából különösen fontos a plazmában érkezett részecskék elszökése a mágneses csapdából, ugyanis a nagyon nagy energiájú részecskék így eljutnak az alsóbb tartományokba is, ahol az alacsony pályán keringő műholdak sokasága kering – nagyjából 3500 ilyen, ember alkotta eszközről tudunk. Ha odaérnek, zavart okozhatnak a műholdak működésében.
Mi lenne velünk a Van Allen-övezet nélkül? Erre a kérdésre Lichtenberger János válasza: szegényebbek lennénk egy látványos természeti jelenséggel, de legalábbis egy részével: nem lenne sarki fény, azt ugyanis a nagyrészt a külső sugárzási övből érkező, közepes energiájú elektronok okozzák. Emellett nem fájna a fejünk a műholdak elektronikái miatt, amelyeket a mozgásuk során a sűrűbb felső légkörrel találkozó és ott elnyelődő nagy energiájú elektronok megrongálhatnak.
Ilyenre az egyik legutóbbi ismert példa az Intelsat Galaxy–15 távközlési műholdjának a meghibásodása 2010. április 5-én, amelyet háromnegyed év után sikerült kijavítani. Van Allen-övezet nélkül az űrhajósok és a sarkok felett repülő polgári légi utasok (akik náluk jóval többen vannak) kevesebb sugárdózist szednének össze a repüléseik során. Az első mérések szerint a tavaly szeptemberben létrejött és négy héten át létezett harmadik öv főleg nagy energiájú elektronokból állt. Ilyen nagy energiájú részecskék a stabil külső övben is megtalálhatók, de ott más, kisebb energiájú részecskék is vannak. Feltételezhetően a keverékjelleg miatt állandó a külső öv. Az új öv időszakos létét a szakemberek szerint valószínűleg az magyarázza, hogy egyfajta részecskékből áll.
