(A–C) показывают временной ряд By-компоненты волновых спектров свистовой моды за 0,468 с, построенный точно так же, как это было сделано для этой статьи, с nwave = 10,100,1000 соответственно и фиксированным значением Bwave/B0 = 10–4. (D–F) показаны соответствующие спектры для этих форм волн, которые были рассчитаны с использованием стандартной процедуры численного БПФ. (G – I) строят спектры Фурье для тех же форм сигналов, но рассчитывают точно так же, как механизм БПФ на аппарате Van Allen Probes EMFISIS WFR. Фото: Границы астрономии и космических наук (2024 г.). DOI: 10.3389/fspas.2024.1332931
В новом исследовании, проведенном Университетом Бирмингема, перед космическими учеными была поставлена задача лучше понять нашу опасную околоземную космическую среду.
Исследование представляет собой первый шаг на пути к новым теориям и методам, которые помогут ученым предсказывать и анализировать поведение частиц в космосе. Это имеет значение для теоретических исследований, а также для практических приложений, таких как прогнозирование космической погоды.
Исследования были сосредоточены на двух полосах энергичных частиц в околоземном пространстве, называемых радиационными поясами или поясами Ван Аллена. Эти частицы задерживаются в магнитосфере Земли и могут повредить электронику на проходящих через нее спутниках и космических кораблях, а также представлять опасность для астронавтов.
Понимание того, как ведут себя эти частицы, было целью физиков и инженеров на протяжении десятилетий. С 1960-х годов исследователи использовали принципы, содержащиеся в «квазилинейных моделях», для объяснения того, как заряженные частицы движутся в пространстве.
Однако в новом исследовании исследователи обнаружили доказательства того, что стандартная теория может применяться не так часто, как предполагалось ранее. Команда из 16 ученых из учреждений Великобритании, США и Финляндии исследовала пределы стандартных теорий. Применение квазилинейной теории может показаться простым, но на самом деле интеграция ее в модели космической физики в соответствии с научными измерениями, выполненными в космосе, является деликатной процедурой. В данной статье рассматриваются проблемы, стоящие за этим процессом.
Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
Ведущий автор, доктор Оливер Аллансон из группы космической окружающей среды и радиотехники (SERENE) в Университете Бирмингема, сказал: «Получение лучшего понимания поведения этих частиц имеет решающее значение для интерпретации спутниковых данных и понимания лежащей в их основе физики. космической среды».
Исследователи, участвующие в исследовании, базируются в Великобритании в университетах Бирмингема, Эксетера, Нортумбрии, Уорика, Сент-Эндрюса, а также в Британской антарктической службе; в США в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, Университете Айовы и Исследовательской лаборатории ВВС США, Нью-Мексико; и в Финляндии в Хельсинкском университете.
Следующие шаги исследования будут включать расширенное теоретическое описание, основанное на результатах этой работы, которое затем может быть использовано в моделях космической погоды для прогнозирования поведения этих опасных частиц в околоземном пространстве.
Информация от: Университетом Бирмингема
