Środowisko lądowe to dwa olbrzymie pierścienie zwane pasami promieniowania Van Allena. Są to silne jony i elektrony. Różne procesy mogą przyspieszyć te cząstki do prędkości relatywistycznych, które zagrażają statkowi kosmicznemu. Dlatego lepiej nie wpaść w te pasma niszczących promieni. Wcześniej badacze zidentyfikowali konkretne czynniki, które mogą prowadzić do tego, że cząstki w pasach będą silnie aktywowane, ale nie mogą wywnioskować przyczyny dominującej.
Teraz nowe badania z misji THEMIS pomogły zrozumieć, co się dzieje. Głównym winowajcą jest lokalne przyspieszenie wywołane falami EM, które nazywane są również falami „chóralnymi”. Brzmią jak ćwierkanie ptaków i przyspieszają cząstki. Ustalenie podstawowej przyczyny ulepszeń paska promieniowania dostarcza kluczowych informacji dla modeli przewidujących pogodę kosmiczną, która ochroni nasze technologie kosmiczne.
W tle pola magnetycznego reprezentowanego przez niebieskie strzałki, dwa elektrony rozprzestrzeniają się w prawo, wykonując identyczne ruchy. Okrągła spolaryzowana fala EM zbliża się do lewego górnego elektronu Istnieją dwa główne powody wzbudzania cząstek w pasach Van Allena: dyfuzja promieniowa i lokalne przyspieszenie. Dyfuzja radialna, często występująca podczas burzy słonecznej, jest ogromnym napływem cząstek, energii i pól magnetycznych Słońca, które mogą zmienić nasze kosmiczne środowisko.
Naukowcy zauważyli jednak, że lokalne przyspieszenie spowodowane przez cząstki w kontakcie z falami zmiennych pól elektrycznych i magnetycznych może również dostarczać energię dla cząstek. Nowe badania wykazały, że te interakcje cząstek falowych są odpowiedzialne za dodawanie energii do cząstek wokół Ziemi przez 87% czasu.
Naukowcy zrozumieli, że lokalne przyspieszenie działa, ponieważ zaobserwowali góry cząstek energii rosnące w jednym miejscu. Przewidywało to lokalny mechanizm przyspieszenia, a nie ślizganie się po Ziemi w postaci dyfuzji.
