Van Allenovy pásy

Spekulace o zachycených nabitých částicích, tvořící teoretický základ pro vysvětlení radiačních pásů, rozvíjeli fyzikové v souvislosti s polární září již od konce 19. století (Birkenland, Stømer; později pak Christofilos, Medi). První měření prokazující existenci těchto částic provedly detektory Sergeje Vernova na sovětské sondě Sputnik 2 (1957), ovšem potvrdila to až následná pozdější zpětná analýza dat získaných sondou.

James Alfred Van Allen (1914-2006) byl americký fyzik, astronom a učitel. Na jeho popud byly na družice Explorer (1958) instalovány Geigerovy počítače. Získané údaje o měření kosmické radiace byly zprvu matoucí a nepochopitelné. Teprve při dalších pokusech vyšlo najevo, že nepravidelnosti v řadě přijímaných dat způsobují oblasti s neočekávaně vysokou radiací, kudy družice prolétaly, kdy byly měřící přístroje zcela zahlcené a vysílaly tak nesmyslné nulové hodnoty. Detekovaná radiace byla natolik intenzívní, že si astronomové nejprve mysleli, že by mohlo jít o zaznamenání nukleárních testů v tehdejším SSSR. Takto postupně se začala formovat představa o radiačních pásech v magnetosféře Země.

Oblasti s intenzívní radiací obklopující Zemi byly nazvány Van Allenovy pásy. Nejprve byly zjištěny dva, vnitřní a vnější. Sahají od výšek zhruba 640 km do 60 000 km nad Zemí. Vnitřní pás se táhne typicky od výšky 1 000 km do 12 000 km nad Zemí. Vnější pás je daleko variabilnější a sahá zhruba od výšek 13 000 km do 60 000 km nad Zemí. Pásy tvoří soustředné "koblihovité" prstence okolo Země s největší mocností kolem rovníku. Tyto oblasti jsou vyplněné elektrony a nabitými částicemi, látkou, která se označuje jako plazma. V průběhu period intenzivního kosmického počasí se může zvyšovat hustota a energie částic radiačních pásů a představovat nebezpečí pro kosmonauty, umělé družice, dokonce může ovlivňovat i pozemní technologie. Magnetické pole Země nás tak chrání před slunečními bouřemi a nepřetržitým proudem slunečního větru.

V květnu 2024 zasáhla Zemi největší solární bouře za poslední dvě desetiletí. Po několik dní bombardovala naši planetu vlna za vlnou vysokoenergetických nabitých částic ze Slunce. Oblohu zaplavily jasné polární záře a dočasně došlo k občasným narušením GPS signálů. S pomocí náhodně oživené americké družice se vědcům podařilo zjistit, že tato bouře také vytvořila dva nové, dočasné, pásy nabitých částic, které obklopily Zemi. Některé takto vznikající pásy mohou mít životnost několika týdnů, některé několik měsíců i déle, záleží na přicházejících slunečních bouřích.

Oblasti se zvýšenou úrovní radiace jsou nejenom rizikem pro lidské posádky kosmických lodí, ale znemožňují i správnou funkci technických zařízení, např. teleskop Hubble při průletu oblastí magnetické anomálie nad Brazílií nemůže provádět svá pozorování.

(To vše a ještě mnohem víc v souvislostech v knihách Georgije Sidorova.)