РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА ЗЕМЛИ
Существенную помощь в понимании связей «Земля — Солнце» астрофизика нашла в открытых сейчас же после запуска первых искусственных спутников Земли (1958 г., Верное и Чудаков, Ван Аллен) радиационных поясах Земли. Счетчики частиц высокой энергии на высоких спутниках показали, что вокруг Земли постоянно существуют опоясывающие ее кольцевидные области, заполненные высокоэнергетическими частицами. За последующие десять лет содержание этих поясов было изучено с достаточной тщательностью, что в свою очередь позволило установить геометрические и физические характеристики магнитосферы Земли.
Рис. 53. Магнитосфера Земли в меридиональном разрезе. Вверху общая схема (расстояния по осям координат даны в радиусах Земли). Внизу в крупном масштабе показана винтовая траектория заряженной частицы между силовыми линиями, ограничивающими магнитное поле, способное удержать частицу данной энергии. Там. где магнитные силовые линии сходятся, шаг винтовой траектории частицы становится меньше, частица отражается от силовых линий и движется в обратном направлении, не будучи в состоянии выбраться из магнитной «ловушки»
Магнитное поле Земли приближенно можно описать как дипольное. Магнитные силовые линии за пределами твердого тела Земли замыкаются, не доходя до ее поверхности (исключая полярные области), и тогда попавшие внутрь этих замкнутых контуров заряженные частицы не имеют возможности выбраться наружу, оказываются в геомагнитной ловушке, где и движутся по винтовым линиям переменного шага взад и вперед (рис. 53). Наблюдения показали, что зона, заполненная частицами высокой энергии, простирается от нескольких сотен км над поверхностью Земли до самой внешней границы магнитосферы, т. е. до расстояния в 6—10 радиусов Земли. Однако по своим свойствам частицы во внутренней зоне пояса и во внешней отличаются. Во внутренней зоне энергия протонов может достигать десятков МэВ, а во внешней не превышает 1 МэВ. Электроны имеют меньшую энергию. Решающую роль в образовании магнитосферы Земли и процессов, протекающих в ней, а также иногда в ионосфере и даже в нижней атмосфере, играют не частицы высокой энергии, а частицы умеренных энергий, 
, благодаря своей многочисленности.
Для того чтобы заряженная частица могла забраться в геомагнитную ловушку, ей нужно обладать достаточно высокой энергией; вот почему во внутренней зоне, где напряженность магнитного поля выше, энергия частиц тоже выше. Есть и другой путь проникновения частиц — механизм так называемого нейтронного альбедо: в результате взаимодействия внешней атмосферы Земли с приходящим космическим излучением образуются нейтроны, для движения которых магнитное поле не представляет никаких препятствий. Впоследствии нейтроны распадаются на протоны и электроны, которые оказываются запертыми. Но оба описанных пути являются необходимыми лишь в том случае, если сама магнитосфера замкнута, как это думали первоначально. На самом деле она замкнута лишь в спокойные периоды, когда нет никаких возмущений от Солнца, и скорее всего она в Некоторой степени открыта с ночной стороны Земли.
Внешний радиационный пояс содержит многочисленные, но менее энергичные частицы — протоны с энергией от 150 кэВ до 5 МэВ. Столь же интенсивны здесь потоки электронов с энергией от нескольких десятков кэВ до нескольких МэВ. Верхняя граница внешнего пояса часто уходит далеко вверх (до 95 тыс. км) и спадает параллельно со спадом солнечной активности. Этот пояс явно связан с солнечной активностью.
Само понятие магнитосферы Земли выясняется лишь в связи с ее взаимодействием с магнитными полями, переносимыми потоками заряженных частиц, исходящими от Солнца. Поэтому рассмотрим сперва это явление.
