"Höj skärmar!". Det här kan vara ett stridskrig i Star Trek-blockbuster, men enligt rymdforskare har planet Earth en egen inbyggd osynlig sköld för dödliga elektroner, vilket skapar en skyddszon vid orbitalhöjder.
Hög energi partiklar, inklusive elektroner och protoner, är kända att rotera runt vår planet i relativistiska hastigheter. Exempelvis reser sig hög-energielektroner med en hastighet av cirka 100 000 kilometer per sekund. Dessa partiklar, som ligger i två zoner ovanför jordens atmosfär, orsakar satellitskador och utgör också en fara för astronauter som håller på att lämna jordens omlopp.
Van Allen - mannen som avslöjade de kända Van Allen-bältena
Upptäckt 1958 av James Van Allen och hans lag från University of Iowa, sträckte dessa kända Van Allen-bälten, som består av ett inre bälte och ett yttre bälte, 25 000 km över jordens atmosfär. År 2013 använde Daniel Baker vid University of Colorado, Boulder, data som erhållits av NASAs Van Alenna-prober för att upptäcka det tredje bandet mellan de klassiska inre och yttre banden. Van Allens satelliter fortsätter att rotera runt jorden, vilket ger oss en aldrig tidigare skådad syn på detta dynamiska och fascinerande område. Nu, enligt en ny studie publicerad i naturen den 27 november, har Baker och hans kollegor upptäckt avvikelser vid bältes inre kant. De noterade en osynlig barriär som blockerar hög energielektroner från kontakt med vår atmosfär.
"Det är som att sätta dessa elektroner i en glasburk i rymden," sa Baker i ett pressmeddelande. "Något som en sköld som skapats av kraftfälten i Star Trek-filmen som användes för att avvärja främmande vapen, vi ser högt uppför jordens atmosfär som blockerar dessa elektroner. Det här är ett mycket mystiskt fenomen."
Jordens plasmasfär
Precis som Van Allen-bälten sitter fast mellan magnetens lager av jordens magnetosfär, föreslår Baker-laget att det måste finnas en magnetisk barriär som fungerar som en sköld. Men märkligt nog verkar det som om det inte är det. Kanske finns det ett lager av spridning av elektroner som bildar gränserna? Men denna hypotes är inte förenlig med observationerna.
"Naturen tolererar inte starka gradienter och finner vanligtvis sätt att släta dem, så vi förväntar oss att några av de relativistiska elektronerna rör sig inåt och några till utsidan", säger Baker. "Det här är inte uppenbart, eftersom de långsamma, gradvisa processer som behöver involveras i rörelserna av dessa partiklar inte kan skapa en så tydlig gränser i rymden." Nu är forskare inriktade på ett kallt moln av elektriskt laddad gas, som, som du vet, omger jorden, från en höjd av 600 miles. Detta moln, som kallas plasmasfären, sprider tusentals miles i Van Allen-bältet och kan vara katastrofalt samspelande med partiklar med hög energi och därigenom blockera dem från att komma in i atmosfären. Högenergi-elektroner stoppas på sin resa vid en tydlig gräns på 7 200 km. Kort sagt, den här plasmasfärdekan är en Star Trek-sköld för vår planet.
