Ветераны
космической физика

К. И. Грингауз, М. 3. Хохлов

САМЫЙ ВНЕШНИЙ ПОЯС ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

В докладе рассмотрены результаты изучения зоны заряженных частиц со сравнительно малыми энергиями (от ~ 100 эв до 10—40 кэв), расположенной за внешним радиационным поясом (включая новые данные, полученные на спутнике «Электрон-2» -и космической ракете «Зонд-2»).

Как известно, радиационные пояса Земли были открыты в 1958 г. при проведении опытов по изучению космических лучей. В этих опытах, естественно, использовались приборы, которые могли регистрировать лишь частицы сравнительно высоких энергии, начиная с десятков кэв и поэтому первоначально создалось впечатление, что за границей зон захваченной радиации имеют место условия, характерные для межпланетного пространства.
Опыты с ловушками заряженных частиц [1] на советских лунных ракетах обнаружили, что вблизи геомагнитного экватора за внешним радиационным поясом существует зона скопления электронов, в которой концентрация и потоки значительно превышают концентрацию и потоки электронов во внешнем радиационном поясе. Протяженность этой зоны по данным ракеты «Луна-2» оказалась порядка 40 000 км. В [2] появление интенсивных ( ~ 10⁸ см^-2 • сек^-1) потоков частиц малых энергий за внешним радиационным поясом было истолковано как результат взаимодействия потоков солнечной плазмы с периферийными областями магнитного поля Земли. В качестве одного из возможных процессов термолизации солнечной плазмы был рассмотрен механизм указанный в [3]. В дальнейшем рассматривались другие различные механизмы ускорения электронов солнечной плазмы [4, 5], однако основная идея возникновения самого внешнего пояса в результате некоторых граничных эффектов взаимодействия потоков солнечной плазмы с магнитным полем Земли полностью сохранила свое значение.


Хотя со времени обнаружения этой зоны на советских лунных ракетах прошло более пяти лет, значительная часть посвященных ей работ появилась лишь после 1962 г., и относящаяся к ней терминология еще не установилась. Вначале она была названа «третьим радиационным поясом» [6, 7]. Затем в 1961 г., чтобы подчеркнуть различие физических свойств этой зоны и радиационных поясов, было предложено [8] называть эту промежуточную зону существования малоэнергичных заряженных частиц, расположенную между зоной захваченной радиации и невозмущенным солнечным ветром, самым внешним поясом заряженных частиц (см. также [9,10]), или позднее самой внешней зоной заряженных частиц [11]. Другие названия, в частности предложенное в [12] для потоков мягких заряженных частиц за внешней границей захваченной радиации название «авроральное излучение», представляются нам менее удачными.
В настоящее время применяется название "плазменный слой! - ЛЛ

1. Экспериментальные данные

В таблице перечислены в хронологическом порядке (по датам запуска) космические аппараты, на которых были получены данные о потоках мягких электронов и протонов за радиационными поясами, указана методика их наблюдений, а также значения угла λзс (см. далее рис. 7), соответствующие моментам наблюдений.

Орбиты большинства космических аппаратов, перечисленных в таблице, проходили вблизи от плоскости эклиптики.
К числу аппаратов, на которых наблюдались потоки электронов с Ее > 100 эв за границами захваченной радиации на высоких широтах (и больших удалениях от Земли), пока относятся только «Марс-1» и «Электрон-2».

2. Наблюдения на низких широтах
За. недостатком места мы ограничимся кратким рассмотрением лишь нескольких характерных примеров регистрации потоков мягких электронов.
На рис. 1 приведены записи коллекторных токов ловушек заряженных частиц интегрального типа, установленных на космической ракете «Луна-2», запущенной на ночную сторону. На этом же рисунке приведены данные показаний счетчиков более энергичных частиц, установленных на ракете [20]. Как видно из рисунка, в рассматриваемом случае зона интенсивных потоков мягких электронов почти вся лежит вне зоны регистрации энергичных частиц.


Рис. 1. Коллекторные токи интегральных ловушек заряженных частиц [1] и скорость счета жесткой радиации [20] 1 — верхняя граница коллекторных токов в ловушках с потенциалом тормозящей сетки ф = — 10, —5 и 0 в; 2 — нижняя граница тех же токов; 3 — верхняя граница токов в ловушке с ф = 15 в; 4 — скорость счета в относительных единицах

Во время опытов на ракете «Луна-1», запущенной на дневную сторону, эти зоны заметно перекрывались.
Следует отметить, что траектория «Луны-2» проходила вблизи геомагнитного экватора я на расстоянии -~- 8,5 Re пересекла его.


Рис. 2. Потоки электронов с Ее > 100 эв по данным интегральной ловушки, установленной на «Эксплорере-18» [16]

На рис 2 приведены потоки электронов, зарегистрированных на дневной стороне с помощью интегральной ловушки, установленной на спутнике «Эксплорер-18» [16].
Потоки электронов, как и в случае «Луны-1», наблюдались по обе стороны от границы захваченной радиации (на дневной стороне вблизи геомагнитного экватора граница захваченной радиации совпадает с границей магнитосферы). Благодаря тому, что апогей орбиты «Эксплорера-18» лежал на больших удалениях от Земли, на нем была зарегистрирована также и внешняя граница зоны термолизованной солнечной плазмы, отождествляемая с фронтом ударной волны.
Во всей переходной области за границей магнитосферы с помощью модуляционной ловушки были зарегистрированы потоки протонов [17] (они же регистрировались с помощью электростатического анализатора [18]) с энергиями до ~ 5 кэв и всенаправленные потоки электронов в диапазоне 65—210 эв [17]. Для протонов в переходной зоне интенсивность потоков, идущих со стороны Солнца, примерно вдвое превышала интенсивность потоков противоположного направления.

На рис. 3 приведены данные, полученные на «Эксплорере-12» при пересечении спутником границы магнитосферы с подсолнечной стороны 13.XI 1961 г. [13]. Вблизи от границы внутри магнитосферы наблюдался небольшой максимум показаний детектора полной энергии CdS, а также максимум интенсивности потоков электронов с энергией 40—50 кэв. Сразу же за границей магнитосферы (определяемой по скачку магнитного поля ц началу за ним области турбулентного поля) наблюдалось резкое увеличение потока энергии, регистрируемого кристаллом CdS до ~ 50 эрг см² • сек¹. Косвенная оценка величины потока электронов и их энергии дала соответственно 10¹⁰ см^-2 • кэв^-1 и 2,5 кэв. Измерения были выполнены во время магнитной бури и для невозмущенных условий в среднем не типичны.
В [14] проанализированы все другие случаи наблюдения потоков электронов за границей магнитосферы. После каждого удачного (кристалл CdS не был засвечен солнечным излучением, отраженным Землей) пересечения границы магнитосферы наблюдались электроны, поток которых превосходил пороговое значение ~ 1 эрг • см^-2 • сек^-1 (область, в которой были зарегистрированы потоки электронов, показана на рис. 8).

С помощью того же детектора полной энергии на ночной стороне снова были зарегистрированы потоки электронов с энергией ~ 0,5—40 кэв [14]. Более точная оценка энергии не могла быть сделана. В отношении оценки потока электронов имеются расхождения. В [10] величина потока оценена как ~ 10⁸—10⁹ см^-2 • сек^-1, тогда как в [14] приводится значение ~ 10¹² см^-2 • сек^-1. Непосредственного смыкания ночной и дневной областей потоков электронов по данным, полученным на «Эксплорере-12», не обнаружено [13, 14].

Траектория космической ракеты «Зонд-2» проходила над ночной стороной Земли примерно там же, где наблюдалась ночная область потоков электронов на «Эксплорере-12». На рис. 4 показан ход постоянной составляющей коллекторного тока, установленной на спутнике модуляционной ловушки до геоцентрического расстояния ~ 7,3 Re, на котором был прекращен первый сеанс измерений [11]. На этом участке траектории потоки протонов с помощью модуляционной части схемы не были зарегистрированы. К моменту окончания сеанса измерений поток электронов достиг значительной величины -~ 3 • 10⁸ см^-2 • сек^-1.

3. Наблюдения на высоких геомагнитных широтах
Как уже упоминалось, к числу космических аппаратов, на которых на высоких широтах (и на больших удалениях от Земли) наблюдались интенсивные потоки электронов небольших энергий (1-100 эв), пока относятся только «Марс-1» и «Электрон-2».
Траектория межпланетной станции «Марс-1» проходила над ночной стороной Земли вблизи от меридиональной плоскости, проходящей через линию Земля — Солнце. На рис. 5 приведены записи коллекторных токов двух интегральных ловушек этой станции согласно [15].

Кривая 3 рис. 5 описывает изменение скорости счета более энергичных частиц [21]. Сопоставление кривых 1 и 2 показывает, что в этом случае наблюдалось пересечение периферийной области ионосферы с самой внешней зоной заряженных частиц. Следует отметить, что зона потоков мягких электронов лежит между силовыми линиями геомагнитного диполя, соответствующими интервалу геомагнитных широт ~ 63—73° (рис. 6), в котором расположена зона максимальной повторяемости полярных сияний.
Сейчас плазменный слой делится на две части. В зоне полярных сияний расположен центральный плазменный слой (CPS), дальше - граничный плазменный слой (BPS).

«Электрон-2» был первым спутником, на котором исследования заряженных частиц небольших энергий на больших удалениях от Земли в высоких широтах проводились систематически в течение длительного времени. Потоки электронов регистрировались при помощи установленных на этом спутнике электростатического анализатора [19] и интегральной ловушки заряженных частиц [22]. При сравнении полученных данных следует иметь в виду, что для ловушки приведены первичные данные (коллекторный ток), в то время как для анализатора величины регистрируемых потоков, т. е. величина фототока в цепи коллектора, уже учтена. Обращает на себя внимание вполне удовлетворительное качественное согласие между данными, полученными с помощью двух различных приборов.
По данным электростатического анализатора вне области захваченной радиации (L> ~7,5) систематически наблюдались интенсивные потоки электронов с энергиями до 10 кэв [19]. Следует отметить, что потоки электронов по данным интегральной ловушки наблюдались не всегда. Напомним, что коллекторный ток ловушки на «Электроне-2» определялся разностью попадающих на коллектор потоков с энергией, превышающей величину, определяемую потенциалом спутника, и электронов с энергией Ее > 100 эв. Минимальное значение коллекторного тока, которое могло регистрироваться, соответствовало потоку 3-7 см^-2-сек^-1 (подробнее об этом см. [22]).
Результаты измерений свидетельствуют о заметной нестабильности ностью мягкой электронной компоненты внешнего радиационного пояса' [22]. Так же как и в опытах на других космических аппаратах, зоны потоков мягких электронов частично перекрываются с зонами захваченной радиации.

4. Пространственное распределение потоков мягких электронов

На рис. 7а и б показано пространственное распределение наблюдавшихся на различных космических аппаратах на больших расстояниях от Земли потоков мягких электронов и протонов (соответственно в проекции на плоскость эклиптики и на перпендикулярную ей меридиональную плоскость; ось ХС направлена на Солнце; применяется так называемая солнечно-эклиптическая система координат).
Вблизи от плоскости эклиптики (рис. 7, б) участки траекторий, на которых регистрировались потоки мягких заряженных частиц, образуют две области — дневную и ночную.
1.Дневная область расположена вдоль границы магнитосферы со стороны Солнца. Внешняя граница этой области совпадает с фронтом ударной волны, за которым расположены невозмущенные потоки солнечной плазмы («Луна-1», «Эксплорер-12», «Экеплорер-18»). По данным ловушек заряженных частиц интегрального типа потоки электронов регистрируются по обе стороны границы магнитосферы. Однако спектр энергий мягких электронов, наблюдавшихся по разные стороны границы, по-видимому, различен: электроны внутри магнитосферы энергичнее, чем вне ее.
2.Ночная область потоков («Луна-2», «Экснлорер-12», «Зонд-2»), если судить по данным наблюдений вблизи от плоскости эклиптики, не смыкается с дневной. По данным «Эксплорера-12» в разрыве между дневной и ночной областями на утренней стороне расположена зона потоков захваченных электронов Ее ~ 40 кэв, видимо, представляющая собой продолжение внешнего радиационного пояса [26].
Имеется ли такой же разрыв на вечерней стороне, не вполне ясно. Граница области захваченной радиации на рис. 8, а проведена симметрично относительно осп ОХ.

Результаты высокоширотных измерений на «Марсе-1» п «Электроне-2» (рис. 7, б)- дают основание предполагать, что ночная и дневная области соединяются между собой через высокоширотные области и таким образом самый внешний пояс заряженных частиц представляет собой единое образование весьма сложной конфигурации. Разделение зарегистрированных на <<Электроне-2» потоков мягких электронов на две области — ночную и утреннюю — является, по-видимому, кажущимся п связано с сезонными изменениями интенсивности электронных потоков (см. п. 6).
В самом деле, до настоящего времени неизвестны случаи, когда какой-либо из космических аппаратов, на котором имелись индикаторы электронов с энергиями порядка сотен эВ и единиц кэВ, запущенный в каком-либо направлении, пересек границу внешнего радиационного пояса и не обнаружил за ней мягких электронов. Так как внешняя граница зоны захваченной радиации замкнута, то следует предположить, что и зона существования потоков мягких электронов, расположенная за ней, также составляет единое целое. Это, однако, не означает, что потоки плазмы в дневной и ночной областях имеют одинаковые физические свойства и одинаковое происхождение.
Область потоков мягких электронов на ночной стороне расположена ближе к Земле чем дневная, что хорошо согласуется с расположением границ захваченной радиации [24, 25, 29]. Области потоков на ночной стороне, обнаруженные на «Луне-2» и «Эксплорере-12», расположены симметрично по отношению к линии Земля — Солнце. Между данными, полученными при оценке величин потоков: 2 • 10⁸ см^-2 • сек^-1 — на «Луне-2» [1] и 10^{8 — 9} см^-2 • сек^-1 — на «Эксплорере-12» [10], несмотря на то, что ловушка на "Луне-2" обладала заметно большим углом обзора. Наблюдения в промежуточной полуночной области еще не проводились.
На высоких широтах зона термолизованиой плазмы за границей магнитосферы также еще не наблюдалась, так как до сих пор не было спутиков или космических ракет, пересекавших границу магнитосферы на высоких широтах.

5. Связь пространственного распределения потоков мягких электронов со структурой магнитного поля
Связь между дневной и ночной областями зоны потоков мягких электрнов зависит, вероятно, от структуры магнитного поля Земли на больших расстояниях от Земли и в особенности от структуры поля над ночной юроной Земли и в хвосте магнитосферы. В частности, характер связи между этими областями может быть совершенно различным в зависимости от того, открыта ли магнитосфера в антисолнечном направлении или замкнута.
В вопросе о форме магнитосферы на ночной стороне разные авторы задерживаются различных точек зрения [30—38]. Экспериментальных данных для решения этой важной задачи пока еще мало. Однако силъными аргументами в пользу открытой модели магнитосферы являются измерения магнитного поля на «Эксплорере-14» [39] и на «Эксплорере-18» [40] 1964 г. В январе 1964 г. «Эксплорер-14» находился на ночной стороне змли (угол между направлениями Земля — Спутник и Земля — Солнце составлял примерно 140—150°). По мере удаления объекта от Земли, начиная с ~ 9—10 Re, поле утеряло дипольный характер и вплоть до апогея орбиты (~ 15 Ре) оставалось постоянным по направлению и величине Н — 30—50нТл.
В этой области поле было направлено в сторону от Земли и в сторону от Солнца, т. е. поведение поля было именно таким, как это требуется в открытой модели или по крайней мере в магнитосфере, очень сильно вытянутой в антисолнечном направлении. Следует отметить, что приведенные в [39] данные носят пока еще предварительный характер, однако они хорошо согласуются как с ранее проведенными магнитными шерениями на «Эксплорере-10» [41], так и с последними данными магнитных измерений на «Эксплорере-18» [40]. Данные [40] значительно превышающие по объему полученные в [39, 41], подтверждают, что за пределами 8—10 Rз на ночной стороне магнитное поле совершенно теряет дипольный характер, силовые линии вытягиваются и идут практически паллелъно (рис. 8).

Существенно новым в [40] является обнаружение магнитно-нейтрального слоя на ночной стороне. Приблизительно вблизи плоскости геомагнитного экватора многократно наблюдались случаи перемены направления магнитного поля на 180°, и в узком слое (~ 600 км) оно было близко к нулю. Измерения проводились вплоть до ~ 31 Rе, при этом магнитное поле в хвосте магнитосферы составляло 10—15 нТл.

Система токов, обеспечивающая структуру поля в «хвостовой» части магнитосферы, открытой в антисолнечном направлении, показана схематически на рис. 9, взятом из работы [32]. Чтобы наблюдаемая в опытах [40] структура поля могла осуществиться, необходимо допустить существование достаточно плотной плазмы в магнитно-нейтральном слое. В работе [8], исходя из необходимости существования статического равновесия в поперечном сечении ночной части магнитосферы и принимая во внимание характеристики потоков электронов, зарегистрированных на различных юосмических аппаратах, сделан вывод, что потоки мягких электронов, расположены именно в магнитно-нейтральном слое.

Следует иметь в виду, что в [38], по существу, считается, что вся энергия наблюдавшихся электронов идет на создание давления плазмы в направлении, поперечном магнитному полю; учет движения электронов в направлении, параллельном магнитному полю, должен увеличить оценки необходимых потоков электронов, приведенные в [38]. Возможно, что с существованием этого слоя связано явление противосияния [38, 42, 43].
Если магнитосфера в антисолнечном направлении открыта, то все силовые линии из полярных районов, огибая зону захваченной радиации на ночной стороне, уходят двумя параллельными пучками, между которыми расположен магнитно-нейтральный слой, на «бесконечность» в антисолнечном направлении. Силовые линии, идущие по поверхности этих пучков и омываемые солнечным ветром, обтекающим магнитосферу, на поверхности Земли образуют два кольца (вокруг северного и южного маглитных полюсов) вдоль высокоширотных границ зон захваченной радиации (естественно, что захваченная радиация может располагаться только на замкнутых силовых линиях). Эти кольца соответствуют примерно зонам максимальной повторяемости полярных сияний. Энергичные электроны, образующиеся на границах магнитосферы и в магнитно-нейтральном слое при взаимодействии солнечного ветра с геомагнитным полем, по-видимому, могут по этим силовым линиям проникать вглубь магнитосферы, вплоть до зон полярных сияний. С этой точки зрения (так же как и в соответствии с соображениями, изложенными ранее) [12] области потоков мягких электронов, обнаруженные на ночной и дневной сторонах Земли, составляют единое образование сложной конфигурации и, видимо, тесно связаны с зонами полярных сияний.
Если магнитосфера закрыта, по-прежнему остается возможность прямого проникновения термолизованной солнечной плазмы в районах нейтральных точек, расположенных на границе магнитосферы над дневной стороной Земли (см., например, [44—46]). Их положение зависит, конечно, от характера взаимодействия потоков солнечной плазмы с геомагнитным полем и структуры межпланетного поля.

В [46] рассматривается возможность прорыва плазмы в нейтральных точках с последующим дрейфом прорвавшихся заряженных частиц поперек силовых линий магнитного поля, приводящим эти частицы в ночную часть магнитосферы.
Изложенные в п. 6 результаты измерений на спутнике «Электрон-2», который в начале своего полета на утренних участках орбиты пересекал силовые линии магнитного поля вблизи южной нейтральной точки, говорят, видимо, в пользу развиваемых в [46] представлений.
Можно предложить, по-видимому, и другие объяснения происхождения зоны потоков мягких электронов на ночной стороне Земли, например, в рамках моделей магнитосферы [31, 33, 37], в которых частицы небольших энергий совершают во внешней части магнитосферы сложные конвективные движения. Однако принятая в этих работах структура магнитного поля на ночной стороне, видимо, не соответствует данным прямых наблюдений.
Кроме того, следует, вероятно, учитывать возможность появления потоков мягких электронов в результате некоторых локальных механизмов ускорения заряженных частиц в периферийных областях ионосферы Земли, рассматриваемых обычно в связи с происхождением внешнего радиационного пояса [47, 48].

6. Временные вариации (по данным «Электрона-2»)
Наблюдения потоков мягких электронов при помощи трехэлектродной интегральной ловушки заряженных частиц на спутнике "Электрон" позволяют сделать предварительный вывод о наличии связи между интенсивностъю наблюдаемых потоков мягких электронов, ориентации магнитного диполя Земли относительно направления на Солнце и п магнитной активностью.

На рис. 10 приведены изменения во времени Кр-индексов на ночном этапе полета спутника (которые, согласно [49] и [11], коррелируют со скоростью и интенсивностью потоков солнечной плазмы), указаны геоцентрические расстояния, на которых регистрировались потоки м электронов на ночных (б) и утренних (в] участках орбит "Электрона-2" и угол ф, близкий к значению геомагнитной широты подсолнечной магнитосферы.
Значения ф рассчитаны для моментов времени, когда спутник находился на геоцентрических расстояниях, соответствующих горизонтальной линии на R=~5.7 Re — примерно средняя часть утренней области регистрации электронов на начальном участке полета спутника).

При рассмотрении этого рисунка следует иметь в виду что мы не располагаем непрерывными данными о величинах коллекторных токов ловушки; интервалы времени, соответствующие наличию информации, показаны (рис. 10, д) в виде жирных участков прямой. Напомним снова, что, кроме потоков электронов, в ловушку могли проникать и положительные ионы, вследствие чего зарегистрированные отрицателые детекторные токи позволяют оценивать лишь нижние границы величин электронных потоков.
Из приведенных данных видно, что потоки мягких электронов регистрировалпсь на утренних участках орбит спутника преимущественно в то время, когда южный магнитный полюс был максимально наклонен в сторону Солнца, т. е. тогда, когда условия для проникновения термолизованной солнечной плазмы через южную нейтральную точку (если, конечно, такое проникновение имеет место) наиболее благоприятны.
Та же периодичность в появлении потоков наблюдается и на стороне, но со сдвигом во времени, причем периодичность в регистрации потоков на ночной стороне выражена даже более четко, чем на утроенней, где число регистрации и интенсивность потоков меньше, чем на ночной. Отдельные исключения соответствуют дням с повышенной геомагнитной возмущенностью.
Следует подчеркнуть, что приведенные данные являются предварительными, в частности и по той причине, что они основаны на наблюдениях, статистика которых невелика; в дальнейшем необходим совместный анализ всех результатов наблюдений потоков мягких электронов (в наблюдения, проводившиеся одновременно при помощи электростатического анализатора [19]).
Отметим, что приведенные данные, показывающие наличие связи между случаями регистрации потоков мягких электронов на спутнике Электрон-2» и ориентацией оси геомагнитного диполя, могут иметь большое значение, в частности, для выяснения характера проникновения солнечной плазмы в магнитосферу Земли и заполнения геомагнитной ловушки. Заметим в связи с этим, что, например, в [50] уже отмечалась возможная связь некоторых суточных и сезонных вариаций геомагнитной активности с изменением ориентации оси геомагнитного диполя относительно направления на Солнце.
Когда писался обзор, о влиянии Bz компоненты ММП еще не было известно, поэтому предположения авторов не вполне верны.

7. Краткие замечания о происхождении мягких электронов за границами радиационных поясов
От невозмущенного солнечного ветра дневная область зоны заряженнных частиц отделена фронтом ударной волны, образованной при набегании сверхзвукового потока солнечной плазмы (солнечного ветра) на геомагнитное поле. Электроны в этой зоне имеют энергии порядка сотен эВ и кэВ (до 10—40 кэВ), тогда как электроны солнечного ветра имеют энергии порядка 10 эв. По-видимому, вблизи границы магнитосферы происходит перекачка энергии от протонов солнечного ветра, имеющих энергии порядка сотен эв и кэв, к электронам. Это предположение применительно к самому внешнему поясу было высказано еще в 1960 г. [2]. В качестве одного из возможных механизмов такого ускорения электронов солнечного ветра был указан механизм ускорения электронов при движении сгустков плазмы в неоднородном магнитном поле [3].
Один из других возможных механизмов ускорения электронов связан с тем, что протоны солнечного ветра, имеющие энергию на три порядка большую, чем электроны, могут соответственно глубже проникнуть в геомагнитное поле. При этом должно происходить пространственное разделение зарядов, вызывающее электрическое поле, которое в свою очередь «подтягивает» электроны к протонам с соответствующим их ускорением [4].
Следует иметь в виду, что «Эксплорер-18» зарегистрировал в узком слое, по-видимому, на самом фронте ударной волны электроны с энергией ~ 30 кэв (пороговое значение примененных счетчиков) [18]. Их иитенснвность была оценена ~ 10⁵ см^-2 • сек<^-1>. По-видимому, на самом фронте ударной волны действует достаточно эффективный механизм ускорения электронов. Интересно, что по мере удаления орбиты спутника от подсолнечной точки область генерации энергичных электронов, сосредоточенная при малых углах λзс в узком слое вблизи внешней границы переходной зоны, заметно расширяется. Вполне уместно предположить, что в процессе ускорения могли образоваться и электроны меньших энергий.
Некоторые возможные механизмы ускорения электронов в переходное зоне рассмотрены в [5, 51].

Вопрос о происхождении потоков на ночной стороне более сложен. Это связано, в частности, с тем, что, как показывают измерения, внешняя граница зоны захваченной радиации в этом случае находится в глубине магнитосферы и непосредственно с потоками солнечной плазмы не гранична. Возможно, что появление этих потоков на ночной стороне связано, как это уже упоминалось, с проникновением плазмы через нейтральные точк: магнитного поля [46]. При открытой или сильно вытянутой магнитосфере существенное значение может также иметь ускорение частиц в магнитно нейтральном слое из-за неустойчивостей в этом слое, заключенном между плоскими антипараллельными магнитными полями [52—54].

В заключение отметим, что приведенные данные указывают на большое геофизическое значение самой внешней зоны заряженных частиц. Тесная связь этой зоны со структурой периферийных областей геомагнитного поля и его ориентацией относительно направления потоков солнечной плазмы и межпланетного магнитного поля, связь с зонами максимально повторяемости полярных сияний (по крайней мере пространственная) солнечной и геомагнитной активностью заставляет предполагать, что изучение самой внешней зоны заряженных частиц может явиться ключем к пониманию многих важных, пока еще не решенных вопросов, таких например, как характер проникновения солнечной плазмы в магнитосфеу Земли и заполнения геомагнитной ловушки.
Необходимо, однако, иметь в виду, что число измерений потоков мягких электронов п протонов еще совершенно недостаточно, их энергетических характеристик и потоков мягких заряженных частиц самой внешней зоны, особенно на высоких широтах, где, по-видимому, соединяются дневная и ночная части этой зоны, вблизи нейтральных точек геомагнитного поля на дневной стороне, и в магнитно-нейтральном слое ночной части зоны. Эти измерения необходимо проводить одновременно с измерениями на тех же космических аппаратах величины и направления магнитного поля Земли, потоков энергичных частиц и сопоставлять их с данными о солнечной и геомагнитной активности.

ЛИТЕРАТУРА

1.В. В. Безруких, К. И. Г р и н г а у з, В. Д. О з е р о в,   Р.   Е.   Р ы б ч и н с к и и.
Докл. АН СССР, 131, 1301, I960.
2.И. С. Ш к л о в с к и и, В. И. М о р о з, В. Г. К у р т. Астр, ж., 37. 931, 1960.
3.В. И. В е к с л е р. Докл. АН СССР, 3, 84, 1958
4.W. Bernstein, Н. W. Fredriks, F. L. Scarf. J. Geophys. Res., 69, 1201, 1964.
5.В. К a u f m a n. J. Geophys. Res., 68, 371, 1963.
6.К. И. Г р и и г а у з, В. Г. Курт, В. И. Мороз, И. С. Шкловский. Астр, ж.,
37, 716, 1960.
7. К. И. Г р и н г а у з, С. Н. Р ы т о в. Докл. АН СССР, 135, 48, 1960.
8 .К. I. G r i n g a u z. Space Res., 2, 539, 1961.
9 .K. I. G r i n g a u z. J. Geophys. Res., 69, 1007, 1964.
10. J. A. V a n A11 e n. J. Geophys. Res., 69, 1011, 1964.
11.В. В. Безруких, К. И.   Грингауз,    М.    3.    Хохлов,    Л.    С.    Мусатов.
Р. Е. Р ы б ч и н с к и и. Докл. АН СССР, 163, № 4, 1965.
12. A. J. D e s s 1 е r, R. D. J u d а у. Planet. Space Sci., 13, 63, 1965.
13.I. W.  Freeman, J.  A.  Van Allen,  L.  I.  C a hi 11. J.  Geophys.  Res.,  68,  2121,
1963.
14.I. W. F r e e m a n. J. Geophys. Res., 69, 1691, 1964.
15.K. I. G r i n g a u z, V. V. В e z r u k i с h, L. S. M u s a t о v, R. E. R у b с h i n s k y,
S. M. S h e r о n о v a. Space Res., 4, 621, 1964.
16.G. R. S e r b u.  Space. Res., 5. 1964.
17.H. Bridge, A. E g i d i, A. Lazarus, E. L у о n. Space Res., 5, 1964.
18.IG Bulletin, N 84, 1964.
19.С. Н. В е р н о в, В. С. Мельников, И. А. С а в е н к о, Б. И. Савин. Доклад на
6-м симпозиуме OOSPAR, Буэнос-Айрес, май 1965.
20.	С. Н. В е р н о в, А. Е. Чудаков, П. В. В а к у л о в, Ю. И. Логачев, А. Г. Н и-
к о л а о в. В сб. «Искусственные спутники Земли», вып. 5. Изд-во АН СССР, 1960.
21.Р. V. Vakulov, S. N. Vernov,   Е.   В.   G о г с h a k о v,   Yu.    I.    Logachev,
A. N. С h a r a k h с h у n, T. N. С h a r a k h с h у n, A. E. С h u d a k о v. Space Res.,
4, 26, 1964.
22.H. В. Безруких, К. И. Грпнгауз, Л. С. Мусатов. Э. К. С о л о м а т и н а.
Наст, сборник, стр. 418.
23.I. В. М с D i a r m i d, I. R. В u r r о w s. Canad. J. Pliys., 42, 616, 1964.
24.B. J. O'Brien, C. D. Laughlin, J. A. Van Allen, L. A. Frank. J. Geophys.
Res., 67, 1209, 1962.
25.L. A. Frank, J. A. Van Allen, I. D. Graven. J. Geophys. Res., 69, 3155, 1964.
26.L. A. Frank, J. A. Van Allen, E. Nacagno. J. Geophys. Res., 68, 3543, 1963.
27.G. D. M e a d, P. В. В e a r d. J. Geophys. Res., 69, 1169, 1964.
28.G. D. M e a d. .1. Geophys. Res., 69, 1181, 1964.
29.С. Н. В е р н о в, А. Е. Ч у д а к о в, П. В. В а к у л о в, Е. В. Г о р ч а к о в, С. Н. Куз­
нецов, Ю. И. Логачев, А. Г. Николаев, И. А. Рубинштейн, Э. II. С о с-
новец, В.  Г. Столповский,  Э. Н. Эпьтеков. Наст,  сборник,  стр. 394.
30.I. H. Piddington. J. Geophys. Res., 65, 93, 1960. Planet. Space Sci., 11, 1277, 1963.
31.S.-I. A k a s о f u, S. Chapman. Philos. Trans. Roy. Soc. London, A253, 359, 1961.
32.W. I. A x f о r d, C. 0. H i n e s. Canad. J. Phys., 39, 1433, 1961.
33.E. W. H о n e s. J. Geophys. Res., 68, 1209, 1963.
34.H. A. A1 f v e n. Space Sci. Rev., 2, 862, 1963.
35.A. J. D e s s 1 e r. J. Geophys. Res., 69, 3913, 1964.
36.W,. I. A x f о r d, H. E. P e t s с h e k, G. L. S i s с о e. J. Geophys. Res., 70, 1231, 1965.
37.В. П. HI а б а н с к и ж. Космические исследования, 3, 221, 1965.
38.N. F. N e s s. The Earth's magnetic tail, the Second Benedum Conf. on Earth Magne-
tism. Pitsburg, Nov. 1964.
39.L. I. C a h i 11. Trans. Amer. Geophys. Union, 45, 231, 1964.
40.N. F. N e s s, C. S. S с е а г с e, I. B. S e e k. J. Geophys. Res., 69, 3531, 1964.
41. 	J. P. H e p p n e r, N. F. Ness, C. S. S с е а г с e, T. L. S k i 11 m a n. J. Geophys. R<
68, 1, 1963.

42.I. S. S h k 1 о v s k y. Planet, Space Sci., 1, 63, 1959.
43.I. С. В г a n d t. Astrophys. J., 134, 1961.
44.M. С. Б о б р о в. Астр, ж., 37, 410, 1960.
45.N. Ка was him a, N. Fukushima. Planet. Space Sci., 12, 1187, 1964.
46.В. Д. П л e т h e в, Г. А. С к у р и дин, В. П.  Шалимов,   И.   Н.   III в а ч у н <
Космические исследования, 3, 336, 1965.
47.В. И. К р а с о в с к и и. Доклад на Ассамблее МГГ. М., 1958.
48.С. Н. В e p н о в. Наст, сборник, стр. 277.
49.С. W. S n у d е г, Н. N e u g e b а и е г, U. R. R а о. L Geophys. Res., 68, 6361, 1963.
50.В. М. М ж ш и н, М. Л. П л а т о н о в. Геомагнетизм ж аэрономия, 4, 717, 1964.
51.М. A. G i n t z b u r g. Phys. Rev. Letters, 14, 625, 1965.
52   P. A. S w e e t, Proc. IAU Symposium Electrodinamical Phenomena in Cosmos N Stokholm, 1956.
53.H. P. Furth, I. Kill en, M. N. Rosenbluth. Phys. Fluids, 6, 459, 1963.
54.H. P. F u r t h. Phys. Fluids, 6, 48, 1963.