放射線帯

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|> ∇以下は、ヴァン・アレン帯の観測の歴史です。 |> 「太陽，ｹﾈｽ.R.ﾗﾝｸﾞ，1997年，原書1995年」 |> ・太陽から流出している粒子は地球磁気圏に侵入し， |> その中に捕らえられてしまう。オーロラを発生させる |> 粒子はもともと磁気圏の中に蓄えられているが，その |> 領域は磁気圏テイルで磁場の結合が起こる点よりも |> 地球に近い場所にあり，プラズマ・シートとよばれる。 |> そしてその領域よりも地球に近い場所には，さらに高 |> エネルギーの電子や陽子が蓄えられている”放射線帯” |> が存在し，地球の磁気赤道上空をぐるりと一週する， |> ドーナツのような形をしている。 |> ・ビルケランドが行った電子と双極子磁場の実験に刺激 |> されて，オスロの若い物理学者であったシュテルマー |> は双極子磁場の中における荷電粒子の運動を数学的に |> 解析した。当時は電子計算機が開発される前であった |> ので，すべて人力で複雑な数値計算を行ったあと，彼は |> 1907年に以下のような結論を得た。 |> すなわち，太陽からやってくる荷電粒子は地球の双極子 |> 磁場に補足され，磁力線の周りをらせん状の軌道を描き |> ながら南北両極の近くにある反射点（ミラー・ポイント） |> で反射され，両極の間に粒子が捕らえられる。 |> ・このような先駆的な研究があったのにもかかわらず， |> 大部分の研究者は，まったく予想しない宇宙時代的発見 |> に接して大きな衝撃を受けた。 |> ・1957年の10月と11月に打ち上げられたソ連の人工衛星 |> スプートニクの成功に引き続いて，1958年1月に打ち上げ |> られた米国最初の人工衛星エキスプローラ１号には， |> 宇宙線の観測を目的としたガイガー計数管が搭載されて |> いた。この衛星が地球近くで観測した宇宙線強度は予想 |> の範囲内であったが，衛星がさらに地球から離れたとき， |> 予想に反して宇宙線のカウントがゼロになってしまった。 |> これと同じことが引き続いて打ち上げられたエキスプロ |> ーラ３号（エキスプローラ２号が海に落下した）におい |> ても発生したが，これは衛星が高エネルギー粒子の密集 |> した領域に突入したためガイガー計数管の”飽和”が |> 起こって，出力がゼロになったことが判明した。 |> このことは，宇宙空間が強い”放射線”によって満た |> されており，これらの高エネルギー粒子は磁気赤道の |> 上空に形成された貯蔵域に閉じこめられていることを |> 示している。 |> ・1958年末に打ち上げられた米国の無人月探査機パイオ |> ニア３号に搭載された観測機器により，前の場合よりも |> 地球から離れた場所に，高エネルギーの荷電粒子が貯蔵 |> されているさらに大きなドーナツ形の領域が発見された。 |> これらの２つの領域は，観測グループのリーダーであった |> ヴァン・アレンの名前から，それぞれヴァン・アレン帯 |> の内帯，外帯とよばれている。これらの領域が発見された |> 頃，このような高エネルギー荷電粒子はすべて放射線粒子 |> とよばれていたため”放射線帯”と命名されたのである。