YER RADIATSION BELBOGʻLARINING TUZILISHI

Saydayev Obid Bahodir oʻgʻli. Jizzax davlat pedagogika instituti  oʻqituvchisi  obidsaydayev@gmail.com Annotatsiya. Yerning radiatsion belbogʻlari, odatda, ichki va tashqi qismlarga boʻlinadi. Yer magnitosferasining ichki qismlarida zarrachalarning energiyalariga qarab turli mintaqalarida joylashadi. Kalit soʻzlar:  protonlar, elektronlar, alfa zarralari, Lorens kuchi, Yerning radiatsion belbogʻlari. Аннотация. Радиационные пояса Земли принято делить на внутреннюю и внешнюю части. В недрах Земли магнитосферы расположены в разных регионах в зависимости от энергий частиц. Ключевые слова: протоны, электроны, альфа-частицы, сила Лоуренса, радиационные пояса Земли. Annotation. The Earth’s radiation belts are usually divided into internal and external parts. In the interior of the Earth’s magnetosphere are located in different regions depending on the energies of the particles. Keywords: protons, electrons, alpha particles, Lawrence force, Earth’s radiation belts. Zaryadlangan zarracha Yerning magnit maydonida harakat qilganda, uning bir zumda aylanish markazi magnit qobiq deb nomlangan bir sirt ustida joylashgan (1-rasm). Magnit qobiq L parametri bilan tavsiflanadi, bir L masofa Yer radiusiga teng. Zarrachalar energiyasi L parametrining qiymatiga bogʻliq. L ning qiymati kichik boʻlganda  yuqori energiyali zarralar mavjud boʻladi. Bu yuqori energiyali zarralarni faqat kuchli magnit maydon, ya’ni magnitosferaning ichki mintaqalarida ushlash mumkinligi bilan izohlanadi. Tashqi belbogʻda past energiyali protonlar,  ichki radiatsiya belbogʻida L ~ 1,5 masofada yuqori energiyali protonlar boʻlib, proton oqimining maksimal zichligi 10⁴ proton/(sm²*sek*ster) ga teng,  Ep>20 MeV (20 dan 800 MeVgacha) energiyasi bilan tavsiflanadi. Ichki belbogʻda energiyasi  20-40 keV boʻlgan elektron oqimining maksimal zichligi 10⁶–10⁷ elektron/(sm²*sek*ster) ga teng boʻlgan elektronlar ham mavjud (2-rasm). 1-rasm. Radiatsiya belbogʻining electron uchun  tasvirlangan sirt; sirtning asosiy xarakteristikasi L parametridir; N va S Yerning magnit qutblari. 2-rasm. Yerning nurlanish belbogʻlarining tuzilishi (kesishish meridianning kunduzi bilan mos keladi): I – ichki belbogʻ: II – kam energiyali proton belbogʻ; III – tashqi belbogʻ; IV – kvazani egallash zonasi. Tashqi tomondan  bu belbogʻ L ~ 2 bilan magnit qobiq bilan bogʻlangan, u Yer yuzasi bilan 45 ° geomagnit kengliklarda kesishadi. Yer yuzasiga eng yaqin 200-300 km balandlikda, ichki belbogʻ magnit maydoni juda zaiflashgan Braziliya magnit anomaliyasiga yaqinlashadi, geografik ekvatordan yuqori ichki belbogʻning pastki chegarasi Yerdan 600 km balandlikda va Avstraliyadan 1600 km balandlikda joylashgan. Ichki belbogʻning pastki chegarasida atmosfera gazlarining atomlari va molekulalari bilan tez-tez toʻqnashuvlarga duch keladigan zarralar oʻzlarining energiyasini yoʻqotadilar, sochilib ketadilar va atmosfera tomonidan «soʻriladi». Ichki belbogʻ Yer atrofida ekvatorial kengliklarda joylashgan (3-rasm). 3-rasm. Turli xil protonlar oqimi energiya zichligining geomagnit ekvator boʻylab taqsimlanishi. Belgilangan energiyadan proton oqimlariga egri chiziqlar mos keladi: 1 – Ep> 1 MeV; 2 – Ep> 1,6 MeV; 3 – Ep> 5 MeV; 4 – Ep> 9 MeV; 5 – Ep> 30 MeV. Tashqi Yerning radiatsion mintaqasi L ~ 3 va L ~ 6 magnit qobiqlari orasida,  zarrachalar oqimining zichligi maksimal L ~ 4.5. Tashqi belbogʻ energiyasi 40-100 keV boʻlgan elektronlar bilan tavsiflanadi, ularning maksimal oqimi 10⁶–10⁷ elektron/(sm² sek*ster) ga yetadi. Tashqi zarrachalarning «hayoti» oʻrtacha yashash vaqti 10⁵-10⁷ sek. Quyosh faolligi oshgan davrda tashqi belbogʻda yuqori energiyali (1 MeV va undan yuqori) elektronlar mavjud boʻladi. Past energiyali proton belbogʻ (Ep ~ 0.03-10 MeV) L ~ 1,5 dan L ~ 7-8 gacha. Kvazani tortib olish zonasi yoki auroral nurlanish tashqi belbogʻdan tashqarida joylashgan boʻlib, magnitosferani Quyosh shamoli (Quyoshdan zaryadlangan zarralar oqimi) ta’sirida deformatsiyalanishi sababli murakkab fazoviy tuzilishga ega. Kvazali tortishish zonasi zarralarining asosiy tarkibiy qismi elektr energiyasi E <100 keV boʻlgan elektronlar va protonlardir. Tashqi belbogʻ va past energiyali protonlarning belbogʻi Yerga eng yaqin (200-300 km balandlikda) 50-60 ° kengliklarda joylashgan. 60° dan yuqori kengliklarda auroralar paydo boʻlishining maksimal chastotasi mintaqasiga toʻgʻri keladigan kvazani tortib olish zonasi prognoz qilinmoqda. Ba’zi vaqtlarda L ~ 2.5-3.0 boʻlgan magnit qobiqlarda yuqori energiyali elektronlarning tor belbogʻlari     (E_e ~ 5 MeV) mavjudligi qayd etilgan. Radiatsion belbogʻlarni: birinchi belbogʻ ichki belbogʻni J. Van Allen boshchiligidagi Amerika olimlari guruhi 1958-yil va tashqi belbogʻni Sovet olimlari S.N. Vernov va A.E. Chudakov, 1958-yilda  kashf etilgan. Yer radiatsion mintaqasida zarrachalar oqimi Yerning sun’iy yoʻldoshlariga oʻrnatilgan asboblar (Geiger-Myuller hisoblagichlari) yordamida qayd etildi. Aslida, Yerning radiatsion mintaqalarining aniq belgilangan chegaralari mavjud emas, chunki har bir zarrachaning turi energiya jihatidan «oʻziga xos» nurlanish belbogʻini hosil qiladi, shuning uchun Yerning bitta nurlanish belbogʻi haqida gapirish maqsadga muofiq. Yerning radiatsion mintaqasining tashqi va ichki qismlarga boʻlinishi, tadqiqotning birinchi bosqichida qabul qilingan va ularning xususiyatlarida bir qator farqlar tufayli hozirgi kungacha saqlanib qolganligidadir. Yerning radiatsion belbogʻlarini zarralar bilan toʻldirish va zarralarni yoʻqotish mexanizmi. Atmosfera atomlari va molekulalarining issiqlik harakatining oʻrtacha energiyasidan sezilarli darajada oshib ketadigan zarrachalarning paydo boʻlishi bir nechta fizik mexanizmlarning ta’siri bilan bogʻliq. Yer atmosferasida kosmik nurlar natijasida hosil boʻlgan neytronlarning parchalanishi (bu holda hosil boʻlgan protonlar Yerning ichki belbogʻ qismini toʻldiradi).  Quyosh kosmik nurlarining magnitosferaning tashqi qismidan ichki qismlariga tezlashishi va sekin tarqalishi (tashqi belbogʻ va kam energiyali proton belbogʻining elektronlari shunday toʻldiriladi). Quyosh shamolining zarralari  Yerning radiatsion mintaqalariga magnitosferaning maxsus nuqtalari orqali kirish mumkin (kunduzgi qutb siljish deb ataladi, 4-rasmga qarang), magnitosferaning dumidagi neytral qatlam (uning tungi tomonida)  deb ataladigan yoʻnalish orqali. Kunduzgi siqilish mintaqasida va dumning neytral qatlamida geomagnit maydon keskin zaiflashadi va sayyoralararo plazmaning zaryadlangan zarralari uchun muhim toʻsiq emas. Magnitosferaning ichki mintaqalariga kirib boruvchi Quyosh kosmik nurlarining protonlari va elektronlarining tutilishi tufayli toʻldiriladi. 4-rasm. Yerning magnit dipolining oʻqi Quyoshga nisbatan perpendikulyar boʻlganida, magnitosferaning kunduzgi meridian boʻylab boʻladigan qismi. Oʻqlar Quyosh shamoli zarralari magnitosferaga kirib boradigan mintaqalarni koʻrsatadi. Yerning radiatsion belbogʻlaridagi jarayonlar Yer kosmosidagi boshqa jarayonlar bilan oʻzaro bogʻliqdir. Radiatsion belbogʻlar  vaqtinchalik turli oʻzgarishlarni boshdan kechiradilar.  Yerga yaqinroq va ichki barqaror belbogʻ  sezilarli oʻzgarishsiz, tashqi belbogʻ esa tez-tez va kuchli oʻzgaradi. Ichki radiatsion belbogʻ uchun Quyoshning 11 yillik siklida kichik oʻzgarishlar mavjud. Tashqi belbogʻ oʻzining chegaralari va tuzilishini sezilarli darajada oʻzgartiradi. Past energiyali proton belbogʻ bu ma’noda oraliq pozitsiyani egallaydi. Xususan, radiatsion belbogʻlarda magnit boʻronlari paytida kuchli oʻzgarishlari kuzatiladi. Birinchidan, kam energiyali zarralarning oqim zichligi tashqi belbogʻda keskin koʻtariladi va shu bilan birga yuqori energiyali zarralarning sezilarli qismi yoʻqoladi. Keyin yangi zarrachalarning ushlanishi va tezlashishi sodir boʻladi, natijada belbogʻlar  tinch sharoitga qaraganda Yerga yaqinroq masofada paydo boʻladi. Siqish fazasidan soʻng, Yerning radiatsion mintaqalarining dastlabki holatga sekin, asta-sekin qaytishi sodir boʻladi. Quyoshning yuqori faolligi davrida magnit boʻronlar juda tez-tez uchrab turadi, shuning uchun alohida boʻronlarning ta’siri bir-birining ustiga tushadi va bu davrlarda tashqi belbogʻning maksimal darajasi Quyoshning minimal faolligi davrlariga qaraganda (L ~ 3,5) Yerga yaqinroq boʻladi (L ~ 3). Magnit qafasidan zarrachalarning yogʻingarchiliklari, ayniqsa kvazani tortib olish zonasidan (auroral nurlanish), ionosferaning ionlanishini kuchayishiga olib keladi, kuchli yogʻingarchilik esa auroraga olib keladi. Yerning radiatsion mintaqalaridagi zarrachalar zaxirasi uzoq davom etadigan aurani ushlab turish uchun etarli emas va Yerning radiatsion mintaqalarida auroralarning zarrachalar oqimi oʻzgarishi bilan bogʻlanishi faqat ularning umumiy tabiati, ya’ni, Magnit boʻronlarining vaqti, zarrachalar Yerga yuborilganida va Yer atmosferasiga tushganda ham sodir boʻladi. Yerning radiatsion mintaqalari Yerga yaqin kosmosda uzoq parvozlar paytida jiddiy xavf tugʻdiradi.  Past energiyali proton oqimlari organizm xujayralariga zarar yetkazishi mumkin.  Ichki belbogʻda uzoq vaqt qolish yuqori energiyali protonlar ta’siri ostida kosmik kemaning ichidagi tirik organizmlarga radiatsiya shikastlanishiga olib kelishi mumkin.  Yerdan tashqari radiatsion belbogʻlar Yupiterda, ehtimol Saturn va Merkuriyda ham mavjud. Amerikaning Pioner-10 kosmik kemasi tomonidan tadqiq qilingan Yupiter radiatsiyaviy belbogʻlari Yer radiatsiyasidan ancha katta. Foydalanilgan adabiyotlar

1. Космическая физика, пер. с англ., М., 1966; Тверской Б. А., Динамика радиационных поясов Земли, М., 1988;
2. Редерер Х., Динамика радиации, захваченной геомагнитным полем, пер. с англ., М., 1982;
3. Хесс В., Радиационный пояс и магнитосфера, пер. с англ., М., 1988;
4. Шабанский В. П., Явления в околоземном пространстве, М., 1984;
5. Гальперин Ю. И., Горн Л. С., Хазанов Б. И., Измерение радиации в космосе, М., 1987.
6. Вернов С. Н., Вакулов П. В., Логачев Ю. И., Радиационные пояса Земли, в сборнике: Успехи СССР в исследовании космического пространства, М., 1968, с. 106;
7. Saydayev O. YER RADIATSIYA MINTAQALARINING UMUMIY XARAKTERISTIKALARI //Физико-технологического образование. – 2021. – Т. 4. – №. 4.