โลกเรามีชั้นบรรยากาศปกคลุมหลายสิบกิโลเมตร เหนือชั้นบรรยากาศโลกขึ้นไปคืออวกาศอันเวิ้งว้าง แต่ความว่างเปล่าที่ดูเหมือนไม่มีอะไรนี้เต็มไปด้วยอันตรายร้ายแรงที่มองไม่เห็น ได้แก่รังสีและอนุภาคพลังงานสูง ทั้งที่แผ่มาจากดวงอาทิตย์และจากแหล่งกำเนิดอื่นอันไกลโพ้น แต่ธรรมชาติได้สร้างเกราะป้องกันอันตรายเหล่านี้ไม่ให้มาถึงพื้นโลก ทำให้สิ่งมีชีวิตบนพื้นโลกปลอดภัย สิ่งนั้นคือแถบรังสีแวนอัลเลน หรือ แถบแวนอัลเลน (Van Allen Radiation Belt)

แถบแวนอัลเลนเกิดขึ้นเพราะโลกมีสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กมีสมบัติสำคัญอย่างหนึ่งคือเบี่ยงเบนทิศทางของอนุภาคประจุไฟฟ้าได้ เมื่ออนุภาคพลังงานสูงจากอวกาศซึ่งเป็นอิเล็กตรอนหรือนิวเคลียสของธาตุต่างๆ เข้ามาใกล้โลกจึงถูกสนามแม่เหล็กเบี่ยงออกไม่ให้พุ่งเข้าสู่โลกได้ แต่จะถูกกักไว้ภายในสนามแม่เหล็กนี้ อนุภาคที่ถูกกักไว้จะวิ่งตีเกลียวไปตามเส้นแรงแม่เหล็กกลับไปกลับมาระหว่างขั้วเหนือและขั้วใต้ตลอดเวลา แถบแวนอัลเลนนี้จึงเป็นดงของอนุภาคประจุไฟฟ้าจำนวนมาก หากเรามองเห็นแถบนี้จากภายนอก จะเห็นว่ามันมีรูปร่างคล้ายโดนัท โดยมีโลกอยู่ตรงรูกลางโดนัทนั้น

แม้จะมีบทบาทสำคัญในการเป็นเกราะคุ้มครองสิ่งมีชีวิตบนโลก แต่ตัวแถบแวนอัลเลนเองก็เป็นอันตรายต่อดาวเทียม ยานอวกาศ และมนุษย์อวกาศที่ต้องผ่านดงอนุภาคนี้ ดาวเทียมที่โคจรรอบโลกก็จำเป็นต้องเลี่ยงที่จะโคจรในแถบแวนอัลเลนด้วย แต่โชคดีที่ภายในแถบแวนอัลเลนมีชั้นปลอดรังสีอยู่ เรียกว่า ช่องว่างแถบแวนอัลเลน อยู่ที่ระดับตั้งแต่ 7,000 กิโลเมตรถึง 1,300 กิโลเมตรความจริงไม่ถึงกับปลอดรังสีเสียทีเดียว เพียงแต่มีรังสีน้อยกว่าส่วนอื่นมาก ซึ่งปลอดภัยพอที่จะเป็นชั้นโคจรประจำของดาวเทียมบางประเภท เช่น ดาวเทียมวงโคจรปานกลาง ดาวเทียมในระบบจีพีเอสก็โคจรในชั้นนี้ด้วยเช่นกัน หากแถบแวนอัลเลนไม่มีช่องว่างนี้แล้ว การหาวงโคจรให้ดาวเทียมจะลำบากขึ้นมาก

แม้นักวิทยาศาสตร์จะรู้จักและใช้ประโยชน์จากช่องว่างในแถบแวนอัลเลนนี้มานานกว่า 40 ปีแล้ว แต่ก็ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าช่องว่างนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร

มีทฤษฎีหลัก ๆ อยู่สองทฤษฎีที่อธิบายการเกิดช่องว่างนี้ ทฤษฎีแรกกล่าวว่า ความสภาพปั่นป่วนภายแถบแวนอัลเลนแผ่คลื่นวิทยุออกมา "กวาด" อนุภาคบริเวณนั้นออกไปจนกลายเป็นช่องว่างขึ้น อีกทฤษฎีหนึ่งเชื่อว่าการกวาดอนุภาคเกิดขึ้นจากคลื่นวิทยุเหมือนกัน แต่เป็นคลื่นวิทยุที่เกิดจากฟ้าแลบในบรรยากาศโลก

ตอนนี้ทฤษฎีหลังดูจะเป็นไปได้มากขึ้น เพราะมีงานวิจัยงานหนึ่งสนับสนุน รายงานการวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร เจอร์นัลออฟจีออฟิซิคัลรีเซิร์ช โดยมี ดร. เจมส์ กรีน จากศูนย์การบินอวกาศกอดดาร์ดของนาซาเป็นคนเขียนหลัก

ตามทฤษฎีนี้อธิบายว่า เมื่อเกิดฟ้าแลบ คลื่นวิทยุจากฟ้าแลบจะลดทอนพลังงานของอนุภาคในแถบรังสีลงเล็กน้อยและเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ ทำให้จุดวกกลับของอนุภาคที่เคยอยู่สูงเหนือบรรยากาศบริเวณขั้วแม่เหล็กโลกลดระดับลง เมื่อจุดวกกลับลดระดับลงต่ำจนอยู่ภายในชั้นบรรยากาศ จะทำให้อนุภาคที่เข้ามาถึงจุดนี้วกกลับไปไม่ได้เพราะพลังงานถูกดูดกลืนเข้าไปโดยบรรยากาศ

คณะของกรีนได้ศึกษาข้อมูลจากแผนที่การเกิดฟ้าแลบที่สำรวจโดยดาวเทียมไมโครแลบ 1 กับข้อมูลการแผ่คลื่นวิทยุจากดาวเทียมอิเมจ (IMAGE--Imager for Magnetopause to Aurora Global Exploration) และจากดาวเทียมไดนามิกส์เอกซ์พลอเรอร์ ผลการวิจัยพบว่า คลื่นวิทยุในช่องว่างแถบแวนอัลเลนเกิดขึ้นหลังจากเกิดฟ้าแลบไม่นาน นอกจากนี้ยังไม่พบว่าคลื่นวิทยุที่มาจากอวกาศภายนอกมีผลต่อการเกิดช่องว่างแต่อย่างใด นี่เป็นการพิสูจน์ทฤษฎีฟ้าแลบได้อย่างดี

เมื่อเกิดกัมมันตภาพดวงอาทิตย์รุนแรง เช่นพายุสุริยะซึ่งแผ่อนุภาคพลังงานสูงออกมามากมาย จะมีอนุภาคใหม่เข้ามาเติมในช่องว่างจนช่องว่างหดหรือหายไปชั่วระยะเวลาหนึ่ง แต่หลังจากนั้นเมื่อมีฟ้าแลบเกิดขึ้นบนโลกอีก ก็จะเกิดช่องว่างขึ้นมาอีกภายในไม่กี่วัน