Vísir - 17.03.1964, Page 9

V í S IR . Þriðjudagur 17. marz 1964.
VAN ALLEN BELTIN:
Geislabelti í geimnum
rannsökuð frá Islandi
Jf'yrir sex árum, í janúar
1958, skutu Bandaríkjamenn
á loft fyrsta gervitungli sínu,
Explorer I. Meðal tækja, sem
tunglið hafði innanborðs, var
Geiger-teljari, sem nota skyldi
til að mæla geimgeisla, en svo
nefnast orkumiklar agnir, sem
stöðugt tínast til jarðar utan úr
himingeimnum. En þegar byrjað
var að mæla, hegðaði teijarinn í
Explorer I. sér svo undarlega.
að í fyrstu var álitið, að hann
hefði biiað. Skömmu síðar sann-
aðist hins vegar, að teljarar,
sem skotið var upp i öðrum
gervitunglum, bæði bandarísk-
um og rússneskum, gáfu sömu
raun. Varð vísindamönnum þá
ljóst, að þarna var um að ræða
miklu meiri geislun heldur
en þá hafði örað fyrir. Þessir
nýju geislar voru ekki geimgeisl
ar heldur augsýnilega rafagnir,
sem innilokazt höfðu í segul-
sviði jarðar og hringsóluðu fram
og aftur eftir segulkraftlínunum.
Mest mældist af þessum raf-
geislum í tveimur hjúpum eða
beltum, sem skírð voru Van
Alien belti eftir vísindamannin-
um, sem stjórnað hafði fyrstu
geislamælingunum. Samkvæmt
mælingum liggur kjarni innra
beltisins 3800 km. yfir mið-
baug jarðar en kjarni ytra
beltisins í 16000 km hæð. Til
samanburðar nægir að minnast
þess, að þvermál jarðar er tæp-
ir 13000 km. Orkumesta rafgeisl
unin í innra beltinu reyndist
vera hraðfara prótónur, sem
hafa pósitíva rafhleðslu, en í
ytra beltinu ber mest á hrað-
fara elektrónum, sem bera nega-
tíva hleðslu. Hraði þessara agna
er ótrúlega mikill, nálægt hundr
að þúsund kílómetrum á sek-
úndu.
Ýtarlegri athuganir hafa leitt
í ljós, að þessar örskjótu agnir
eru aðeins IítiII hluti af öllum
þeim rafögnum, sem þarna eru
á sveimi. Allur þorri rafagn-
anna fer sér mun hægar og
myndar samfellt geislasvið, sem
nær allt upp í 60 þúsund kíló-
metra frá jörðu.
T rauninni hefði mönnum ekki
átt að koma svo mjög á
óvart, að þetta geislasvið skyldi’
finnast umhverfis jörðina. —
Norski stærðfræðingurinn Carl
Störmer, sem frægastur varð
fyrir rannsóknir sínar á norður-
ljósum, leiddi rök að því
skömmu eftir síðustu aldamót,
að geislasvið af þessu tagi
kynni að liggja utan við gufu-
hvolf jarðar. Með útreikningum
sýndi Störmer fram á, að raf-
hlaðnar agnir gætu haldizt inni-
lokaðar í segulsviði jarðar og
sveiflazt þar án afláts milli norð
urhvels og suðurhvels eftir seg-
ulkraftlínunum. En þessum
anna, sem áður var minnzt á.
Samkvæmt þessari kenningu.rek
ast geislarnir á frumeindir lofts
ins hátt í gufuhvolfinu og
sundra þeim. Við þetta koma
fram rafagnir, sem ánetjast seg
ulsviðinu ofan við gufuhvolfið
og mynda innra beltið. Ytra
geislabeltið er aftur á móti af-
ar breytilegt hvað snertir fjölda
rafagna og einkenni þeirra, svo
að erfitt hefur reynzt að fá
urljósabeltinu) og við þessa
brún er oft geysilegur straumur
rafeinda inn í gufuhvolfið.
ITru það þessar rafeindir, sem
norðurljósunum valda.Orkan
sem rafeindirnar bera með sér,
samsvarar að meðaltali á að
gizka 5000 wöttum á ferkílóm.
samkvæmt síðustu tölum. Ef all-
ar þessar rafeindir kæmu frá
Van Allen beltinu og ekki væri
Teikning þessi sýnir glöggt geislabeltin, sem kennd eru við Van Allen, og afstöðu þeirra til jarðar.
þætti í kenningum Störmers var
lítill gaumur gefinn unz geisla-
sviðið var uppgötvað hálfri öld
síðar.
Nú er því ekki svo farið, að
rafeind, sem innilokuð er I
geislasviðinu, haldi áfram að
hringsóla þar til eilífðar. Fyrr
eða síð'ar verður breyting á
braut rafeindarinnar, þannig að
hún kemur of nærri jörðinni,
rekst inn í gufuhvolfið og stöðv
ast þar. Þess vegna hlýtur að
vera einhver uppspretta, sem
viðheldur fjölda rafagnanna í
geislabeltunum. Ýmislegt bendir
til þess, að um tvær slíkar upp-
sprettur sé að ræða, og sé önn-
ur þcirra orkulind fyrir innra
Van Allen beltið, en hin fyrir
ytra beltið. Innra beltið er miklu
stöðugra en hið ytra og tekur
aðeins hægfara breytingum. —
Margir vfsmdamenn aðhyllast
þá skoðun, að þetta innra belti
sé myndað fyrir áhrif geimgeisl-
beltis. Ytri brún beltisins kem-
ur næst jörðu hér í norður-
ljósabeltinu (og svo aftur í suð-
skýra mynd af þvf, sem kalla
mætti „venjulegt" ástand þessa
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
Fyrir fáum dögum birtist sú merka frétt hér f blaðinu, að
geimrannsóknir yrðu stundaðar frá íslandi á sumri komanda.
Franskir vísindamenn skjóta eldflaugum af Mýrdalssandi til að
rannsaka geislabelti f háioftunum, sem kennd eru við vísinda-
manninn Van Allen. Ungur íslenzkur stjamfræðingur, dr. Þor-
steinn Sæmundsson, hefir ritað meðfyigjandi grein að beiðni
Vísis fyrir hina mörgu lesendur blaðsins, sem almennan áhuga
hafa á könnun geimsins. Dr. Þorsteinn mun vera manna fróð-
astur um þessi geisiabelti, sem standa í sambandi við norður-
Ijósin, en hann hlaut einmitt í fyrra einn hæsta vísindastyrk,
sem hér hefir verið veittur, til norðurljósarannsókna.
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
um aðra uppsprettu að ræða,
myndi ytra beltið tæmast á fá-
einum klukkutímum. Nú vita
menn, að um jörðina leikur sf-
felldur straumur rafagna frá sól
inni — hinn svonefndi sólvind-
ur, sem rannsóknir hafa mjög
beinzt að hin síðari ár. Sól-
vindurinn er ákaflega breytileg-
ur eftir þvf, hvaða svæði á sól-
inni er andspænis jörðu, og ems
eftir því, hvort sérstakar ham-
farir eiga sér stað á yfirborði
sólar. Rafagnir þær, sem leys-
ast úr læðingi á sólinni, berast
yfirleitt til jarðar á þremur dög-
um eða svo. Hið sýnilega tákn
um komu þeirra til jarðar eru
norðurljósin, en auk þess valda
rafagnirnar margvíslegu raski,
svo sem segultruflunum og út-
varpstruflunum. Allt bendir til
þess, að það séu þessar sömu
rafagnir, sem einnig sjá um að
viðhalda ytra Van Allen beltinu.
Nauðsynlegt er þó að benda á,
að enn vantar mikilvægan hlekk
f viðburðarásina. Þær rafagnir,
sem koma frá sólinni, hafa að
jafnaði hraða, sem er innan við
1000 km á sekúndu. Að þessu
hníga mjög ákveðin rök, síðast
en ekki sízt mælingar, sem gerð
ar voru með Venusarflauginni
Mariner II. En í ytra Van Allen
beltinu og í norðurljósunum ber
mest á rafeindum, sem fara nær
100000 km á sekúndu. þ. e.
hundrað sinnum hraðar. Ein-
hvers staðar nálægt jörðinni
hlýtur nokkur hluti rafeindanna
að auka hraða sinn hundraðfalt,
en með hvaða hætti þetta gerist,
er enn ekki fyllilega ljóst. —
Frönsku vísindamennirnir, sem
koma hingað til lands í sumar,
hafa sett sér það verkefni, að
Dr. Þorsteinn Sæmundsson
reyna að afla upplýsinga um
þetta atriði með því að mæla
sem nákvæmast orku og önnur
einkenni rafagnanna við brún-
ina á ytra geislabeltinu, þar sem
hún teygir sig næst jörðu. Þetta
munu þeir gera með mælitækj-
um, sem skotið verður upp í
400 km hæð eða svo.
Síðan geislabeltin fundust hef
ur gífurlegum fjárhæðum ver-
ið varið til að rannsaka þau. Til
þess liggja einkum þrjár ástæð-
ur. í fyrsta lagi er líklegt, að
rannsóknirnar verði til að skýra
ýmsar ráðgátur í sambandi við
áhrif sólar á jörðina. 1 öðru lagi
hefur geislunin áhrif á gervi-
tungl, sem ætluð eru til fjar-
skipta og hvers kyns athugana.
í þriðja lagi skapar geislunin
talsverða hættu fyrir geimfara
framtíðarinnar. Meðalgeislunin í
Van Allen beltunum nemur á
að gizka 10—100 röntgen á
klukkustund, svo að þar þyrfti
ekki að dvelja margar klukku-
stundir til að fá skammt, sem
væri algjörlega banvænn. Þeir
geimfarar sem hringsólað
hafa umhverfis jörðina, hafa
farið svo lágt, að þeir hafa verið
fyrir neðan innra beltið, og þvf
ekki stafað hætta af geisluninni.
Það sem takmarkar innra beltið
við 1500 km hæð eða svo, er
gufuhvolf jarðar, sém stöðugt
veðrar burt geislunina, sem
annars myndi safnast fyrir.
Tj'kki hafa menn látið sér
^ nægja að rannsaka þá geisl-
un, sem fyrir hendi er, heldur
hafa þeir einnig gert tilraunir
til að framkalla geisl"belti sjálf-
ir. Þannig sprengdu Bandaríkja-
menn einar sjö kjarnasprengjur
í háloftunum árin 1958 og 1962
og Rússar sömuleiðis þrjár árið
1962. Rafagnageislunin frá
sprengjum þessum hafði marg-
vísleg áhrif, olli m. a. norður-
ljósum fjarri sprengistað, segul-
truflunum, sem mældust um alla
jörð, svo og víðtækum truflun-
um á útv pssambandi. Ein af
bandarísku sprengjunum mynd-
aði varanlega viðbótargeislun i
innra Van Allen beltinu og í
sólarmerkjum að dæma munu
grennd við það, og eftir öllum
mörg ár Iíða áður en þessi auka
geislun eyðist burt. Mun þetta
valda erfiðleikum þeim vísinda-
mönnum, sem fengizt hafa við
að ranncaka eðli og orsakir
innra beltisins. Hins vegar hafa
sprengjurnar ekki haft nein var-
anleg áhrif á ytra beltið. Sú
geislun, sem þangað barst, hefur
eyðzt svo til jafnharðan og kom
ið aftur niður úr brúnum beltis-
ins í norðri og suðri.