Van Allen Radiation Belt
จาก Thailand Science and Technology Wikipedia
Van Allen Radiation Belt
แถบกัมมันตรังสีแวนอัลเลน (Van Allen Radiation Belt) ซึ่งบางครั้งก็เรียกกันสั้นๆ ว่า แถบแวนอัลเลน หมายถึงแถบบริเวณในอวกาศซึ่งประกอบด้วยอนุภาคมีประจุไฟฟ้า ถูกจับด้วยสนามแม่เหล็กโลก อยู่กันในสภาพคล้ายเป็นเข็มขัดใหญ่และหนาคาดโลกอยู่ที่ระดับความสูงตั้งแต่ประมาณ 1,000 กิโลเมตร เหนือเส้นศูนย์สูตรของโลกขึ้นไป
แถบกัมมันตรังสีแวนอัลเลนที่คาดโลกอยู่ในอวกาศมีหลายแถบ แต่ที่เด่นชัดมีอยู่สองแถบใหญ่ๆ คือ แถบในและแถบนอก โดยวัดจากโลกขึ้นไป
แถบใน ประกอบด้วยอนุภาคโปรตอนพลังงานสูงที่มาจากอวกาศเป็นส่วนใหญ่ แล้วถูกจับด้วยสนามแม่เหล็กโลก มิให้ทะลุสนามแม่เหล็โลกลงถึงพื้นโลกได้
ขนาดหรือความหนาของแถบใน อยู่ที่ระดับความสูงเหนือเส้นศูนย์สูตรตั้งแต่ 1,000-5,000 กิโลเมตร แต่ระดับความหนาแน่นมากที่สุดของอนุภาคโปรตอนจากอวกาศอยู่ที่ระดับความสูง 3,000 กิโลเมตร
สำหรับความหนาแน่นมากที่สุดของอนุภาคจากอวกาศที่ถูกจับอยู่ในแถบกัมมันตรังสีแวนอัลเลนแถบนอก อยู่ที่ตำแหน่งค่อนข้างต่ำของตัวแถบเอง คือที่ระดับความสูงประมาณ 16,000 กิโลเมตร
บรรดาอนุภาคที่ถูกจับอยู่ในแถบกัมมันตรังสีแวนอัลเลน เป็นอนุภาคที่มาจากแหล่งต่างๆ ในอวกาศ ทั้งภายในระบบสุริยะและนอกระบบสุริยะ แต่มากที่สุดคือ มาจากดวงอาทิตย์เอง
ความจริงแล้วอนุภาคและรังสีคอสมิกจากอวกาศมีหลายชนิด ทั้งโปรตอน อิเล็กตรอน นิวตรอน รังสีแกมมา รังสีอัลตราไวโอเลต แต่เฉพาะโปรตอนกับอิเล็กตรอนเท่านั้น ที่เป็นส่วนประกอบสำคัญของแถบกัมมันตรังสีแวนอัลเลน ก็เพราะว่าอนุภาคโปรตอนกับอิเล็กตรอนถูกจับโดยสนามแม่เหล็กได้ง่าย เนื่องจากมีประจุไฟฟ้า และมีมวลพอเหมาะ ที่ถูกจับโดยสนามแม่เหล็กโลกได้
ส่วนอนุภาคนิวตรอนไม่มีประจุไฟฟ้า สนามแม่เหล็กโลกจึงจับไม่ได้และจึงไม่มีอยู่ในแถบกัมมันตรังสีแวนอัลเลน รังสีแกมมา รังสีอัลตราไวโอเลต เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถทะลุผ่านสนามแม่เหล็กโลกลงมาได้มากแต่ก็ถูกจับโดยบรรยากาศโลก
ชื่อของแถบกัมมันตรังสีแวนอัลเลนมาจากชื่อของ James Alfred Van Allen เป็นนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน ผู้ออกแบบเครื่องตรวจสอบรังสีคอสมิกที่ถูกส่งขึ้นสำรวจอวกาศรอบโลก โดยดาวเทียมสำรวจอวกาศดวงแรกของสหรัฐอเมริกาชื่อ Explorer เมื่อปี ค.ศ.1985 ดังนั้นเขาจึงได้รับยกย่องเป็นผู้ค้นพบอนุภาค ที่ถูกจับเป็นแถบรอบโลกโดยสนามแม่เหล็กโลก
เพราะเหตุใดแถบในของแถบกัมมันตรังสีแวนอัลเลนจึงประกอบด้วยโปรตอนเป็นส่วนใหญ่ ในขณะที่แถบนอกส่วนใหญ่เป็นอิเล็กตรอน
คำตอบขึ้นอยู่กับมวลของโปรตอนกับอิเล็กตรอนเอง
โปรตอนมีมวลมากกว่าอิเล็กตรอน ดังนั้นเมื่อรังสีคอสมิกจากอวกาศที่มีโปรตอนกับอิเล็กตรอนอยู่ด้วย มาถึงแถบบริเวณสนามแม่เหล็กรอบโลก สนามแม่เหล็กก็จะทำหน้าที่ จับ หรือ เบรก โปรตอนกับอิเล็กตรอน ดังนั้นโปรตอนจึงเดินทางทะลุผ่านสนามแม่เหล็กโลกเข้าใกล้ผิวโลกได้มากกว่า
แถบแวนอัลเลนมีคุณประโยชน์อย่างใหญ่หลวงต่อชีวิตบนโลก เพราะทำหน้าที่เป็น เกราะ ป้องกันโลกจากโปรตอนและอิเล็กตรอนส่วนใหญ่จากอวกาศ
ขนาดของแถบแวนอัลเลนจะขึ้นอยู่กับสภาพของดวงอาทิตย์ด้วย
ถ้าดวงอาทิตย์มีการเปลี่ยนแปลงสูงเช่น เกิดพายุแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์หรือเกิดการปะทุเป็นเปลวสุริยะรุนแรง ก็จะมีรังสีคอสมิกจากดวงอาทิตย์ถึงโลกมาก และแถบแวนอัลเลนในช่วงนั้นก็จะหนาขึ้นด้วย
