När det gäller planeter med ringar vet vi svaret: Jupiter, Saturn, Uranus och Neptun. Men nya fynd från PAMELA-experimentet visar att jorden också har ett ringsystem ... Ett bestående av geomagnetiskt fångade kosmiska stråle-antiprotoner.
"Förekomsten av ett betydande flöde av antiprotoner begränsade till jordens magnetosfär har beaktats i flera teoretiska verk." säger lagledare, O. Adriani från University of Florence Department of Physics. "Dessa antipartiklar produceras i kärnkraftsinteraktioner mellan energiska kosmiska strålar med den jordiska atmosfären och ackumuleras i det geomagnetiska fältet på flera hundra kilometer höjder."
PAMELA-experimentet - förkortat nyttolast för antimateriautforskning och ljuskärnor Astrofysik - är baserat på ett internationellt samarbete som involverar cirka 100 fysiker. Dess avancerade utrustning utformades för att undersöka arten av mörk materia, den uppenbara frånvaron av kosmologiskt antimateria och materiens ursprung och utveckling i galaxen. Med hjälp av en permanentmagnetspektrometer med en mängd specialiserade detektorer piskar PAMELA runt jorden på en mycket lutande bana.
"Satellitbanan (70 graders lutning och 350–610 km höjd) gör det möjligt för PAMELA att utföra en mycket detaljerad mätning av den kosmiska strålningen i olika regioner i jordens magnetosfär, och ger information om naturen och energispektra för partiklar med underskärning." säger Adriani. "Satellitbanan passerar genom South Atlantic Anomaly (SAA), vilket gör det möjligt att studera geomagnetiskt fångade partiklar i det inre strålningsbältet."
Från sina underdetektorer tog PAMELA upp en portion antiprotoner, men det var inte ett enkelt jobb. "Antiprotons inom det valda energiområdet kommer sannolikt att förstöra inuti kalorimetern och därmed lämna en tydlig signatur." säger laget. ”Den längsgående och tvärgående segmenteringen av kalorimetern utnyttjas för att möjliggöra karakterisering av duschutvecklingen. Dessa val kombineras med dE / dx-mätningar från enskilda remsor i kiseldetektorplanen så att elektromagnetiska duschar kan identifieras med mycket hög noggrannhet. ”
Under 850 dagar samlade detektorerna data och jämförde dem mot simuleringar. De fångade antiprotonerna var mycket beroende av vinkeluppsamling, riktningsresponsfunktion på satellitbanans position och dess orientering relativt det geomagnetiska fältet. ”Alla identifierade antiprotoner, kännetecknade av en stigningsvinkel nära 90 grader, visade sig spiral runt fältlinjer, studsar mellan spegelpunkter och utför också en långsam längsgående drift runt jorden, för en total banlängd som uppgår till flera jordradie. ” sa teamet. "PAMELA-resultat gör det möjligt att testa CR-transportmodeller i den markbundna atmosfären och begränsa förutsägelser från fångade antiprotonmodeller avsevärt, vilket minskar osäkerheterna om antiprotonproduktionsspektrum i jordens magnetosfär."
Original berättelse Källa: Astrophysical Journal Newsletters.
