Czy naładowana cząstka poruszająca się w polu magnetycznym emituje promieniowanie?

Pytanie

Pyta Krystian

Czy naładowany elektrycznie obiekt krążący po orbicie emituje promieniowanie elektromagnetyczne? Np. czy naładowana elektrycznie Ziemia krążąca wokół Słońca zaczęłaby emitować promieniowanie synchrotronowe? Ruch po orbicie to ruch przyspieszony, więc przyspieszające ładunki elektryczne powinny świecić. Dobrze myślę?

Odpowiedź

Odpowiada dr Marcin Gronowski

Naładowana cząstka poruszająca się w polu magnetycznym emituje promieniowanie. W ogólności natężenie tego promieniowanie rośnie wraz z natężeniem pola magnetycznego, ładunkiem i prędkością (dokładniej wartością składowej prędkości prostopadłej do wektora pola magnetycznego) cząstki. Zasadniczo, istnieje możliwość, aby naładowana Ziemia poruszająca się w polu magnetycznym Słońca zaczęła emitować promieniowanie. W praktyce prędkość Ziemi na orbicie i natężenie pola magnetycznego Słońca są na tyle niskie, że szanse na wystąpienie takiego zjawiska są znikome. Niemniej, znane są obiekty astronomiczne emitujące promieniowanie synchrotronowe. Przykładowo, wysokoenergetyczne elektrony poruszające się w polu magnetycznym Jowisza emitują promieniowanie synchrotronowe w zakresie radiowym. Podobna emisja, ale rozciągająca się również w zakresie widzialnym i ultrafiolecie, jest przypisywana do elektronów poruszających się w polu magnetycznym powiązanym z Mgławicą Kraba, będącą pozostałością po supernowej. Pierwszym obiektem astronomicznym dla którego wykryto promieniowanie synchrotronowe była Galaktyka M87 w gwiazdozbiorze Panny.