|
'''חגורות ואן אלן''' הן סדרה של חגורות [[חלקיק]]ים טעונים ב[[מטען חשמלי]], המקיפות את [[כדור הארץ]] והמצויות באזור ה[[מגנטוספירה]]. האינטראקציה של החלקיקים עם ה[[אטמוספירה]] גורמת לתופעת [[זוהר הקוטב]].
אפשרות קיומן של החגורות נידונה בתחילת [[המאה ה-20|המאה ה־20]] והן התגלו בפועל בשנת [[1958]] על ידי [[ג'יימס ואן אלן]], אשר התקין [[גלאי]]י [[קרינה]] על גבי לווייני המחקר [[אקספלורר 1]] ו[[אקספלורר 3]].
הגבול התחתון של החגורות הוא במרחק של 200–1,000 [[קילומטר]] מעל פני כדור הארץ, וגבולן העליון נמצא בסביבות 44,000 קילומטר (7 פעמים [[רדיוס]] כדור הארץ. רדיוס כדור הארץ יסומן בהמשך ב-ב־<math>R_\mbox{E}</math>).
שתי גששות [[נאס"א]] בשם "גששות הסערה בחגורת הקרינה" (Radiation Belt Storm Probes), שוגרו בתחילת שנת [[2012]], וחקרו את אוכלוסיות החלקיקים בחלל, ההיווצרות והשינוי שלהן בהתאם לפעילות [[השמש]] ו[[רוח השמש]].
==הרכב החגורות==
מערכת חגורות ואן אלן מורכבת משתי חגורות - החגורה החיצונית וחגורה פנימית, כאשר בין החגורות מרווח ברוחב אלפי קילומטרים. החגורה הפנימית מתחילה במרחק של כ-700כ־700 קילומטר ונגמרת במרחק של כ-10כ־10,000 קילומטר מפני כדור הארץ (שיא הקרינה במרחק של כ-1כ־1 <math>R_\mbox{E}</math> מפני כדור הארץ), והיא מורכבת ברובה מ[[פרוטון|פרוטונים]] בעלי [[אנרגיה]] של יותר מ-100מ־100 [[אלקטרון וולט|מגה אלקטרון וולט]] ו[[אלקטרון|אלקטרונים]] בעלי אנרגיה של מאות קילו אלקטרון וולט. החגורה החיצונית משתרעת במרחק של 3–7 <math>R_\mbox{E}</math> מפני כדור הארץ (שיא הקרינה במרחק של כ-4כ־4 <math>R_\mbox{E}</math>), מורכבת בעיקר מ[[אלקטרון|אלקטרונים]] בעלי אנרגיה של 0.1 עד 10 [[אלקטרון וולט|מגה אלקטרון וולט]], וכן כמות קטנה יחסית של [[יון|יונים]]. החגורה החיצונית רחבה בהרבה מהפנימית, אוכלוסיית החלקיקים שלה יציבה פחות ומושפעת מ[[סערה גאומגנטית|סערות גאומגנטיות]].
==מקור התופעה==
לכל אחת משתי חגורות ואן-אלןואן־אלן מקור משלה. מקורם של ה[[פרוטון|פרוטונים]] בחגורה הפנימית היא [[רדיואקטיביות|דעיכתם]] של [[נייטרון|נייטרונים]], הנוצרים בפגיעת [[קרינה קוסמית]] בשכבות העליונות של האטמוספירה. החגורה החיצונית מקורה ב[[חלקיק]]ים מה[[מגנטוספירה|שובל המגנטי]], אשר נלכדים בחגורה בעת [[סערה גאומגנטית|סערות גאומגנטיות]]. החלקיקים בחגורות נעים בו-זמניתבו־זמנית מסביב לקווי [[שדה מגנטי|השדה המגנטי]] של כדור הארץ ולאורך קויים אלה, בתנועה דמוית ספירלה. כאשר מתקרבים החלקיקים לכדור הארץ, השדה המגנטי החזק באזור גורם להאטת תנועתם עד לעצירה ותחילת התנועה בכיוון ההפוך. כך נעים החלקיקים בין קצוות החגורה, הנמצאים ליד הקטבים, והם לכודים למעשה בתוך החגורה. הסיבה לקיום הפער בין החגורות היא כנראה [[גל]]ים בעלי [[תדירות]] נמוכה מאוד (מ-3מ־3 עד 30 [[הרץ|קילו-הרץקילו־הרץ]]), שמפזרים את החלקיקים באזור זה בזוויות הגורמות, בסופו של דבר, לבליעת החלקיקים באטמוספירה. מקורם של גלים אלה אינו ידוע בוודאות, אך לפי מחקר אחרון ייתכן כי מקורם ב[[ברק]]ים אשר נוצרים באטמוספירה.
==סכנה לאדם בחלל==
[[קובץ:ROSAT_SAA.gif|שמאל|ממוזער|250px|ממדי אנומליה דרום-אטלנטיתדרום־אטלנטית בגובה 500 קילומטר]]
הקרינה בחגורות מסוכנת, גם לאדם וגם לציוד רגיש, כגון [[תא פוטו-וולטאי|תאים סולריים]], [[חיישן|גלאים]] ו[[מעגל משולב|מעגלים משולבים]]. החלקיקים בחגורות מסוגלים לחדור כ-1כ־1 [[גרם]] ל[[מטר רבוע|סמ"ר]] (g/cm<sup>2</sup>) של הגנה - למשל, 1 [[מילימטר]] של [[עופרת]]. בשנת [[1962]], בעקבות הניסוי ה[[נשק גרעיני|גרעיני]] ה[[ארצות הברית|אמריקני]] "Starfish prime", רמת הקרינה בחגורות עלתה זמנית, דבר שהשבית את פעילותם של מספר [[לוויין|לויינים]]. ה[[טייס חלל|אסטרונאוטים]] אשר השתתפו בטיסות המאוישות במסגרת [[תוכנית אפולו]], נמצאו באזור החגורות במשך פרקי זמן קצרים ולכן נחשפו לכמות קרינה מוגבלת, אך אין ספק כי טיסות מאוישות נוספות למרחקים גדולים ידרשו אמצעי מיגון מתוגברים.
האזור בו חגורת ואן אלן הפנימית הכי קרובה לכדור הארץ מכונה "[[אנומליה דרום-אטלנטית|אנומליה דרום־אטלנטית]]" (South Atlantic Anomaly). באזור זה, נחשפים הלויינים לכמות קרינה גדולה במיוחד, ולכן רבים מהם, כגון [[טלסקופ החלל האבל]], מכבים את הגלאים שלהם בעת המעבר באזור זה.
==קישורים חיצוניים==
{{ויקישיתוף בשורה}}
* [http://www.hayadan.org.il/killer-electrons-from-space-1407072 אלקטרונים קטלניים בחלל], הידען
[[קטגוריה:מדעי החלל]]
|
