Мощная солнечная буря прорвала защитный щит Земли: ученые обнаружили опасный всплеск радиации

Мощная солнечная буря в мае 2024 года нарушила работу естественного радиационного барьера Земли, который обычно не пропускает в внутренние области вокруг планеты наиболее опасные высокоэнергетические электроны. В результате этого внутри защищенной зоны возник мощный всплеск радиации.

Об этом сообщает издание Universe Today со ссылкой на исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters.

Речь идет о радиационных поясах Ван Аллена — областях вокруг Земли, где магнитное поле планеты удерживает заряженные частицы. Они играют важную роль в защите околоземного пространства от высокоэнергетических частиц, поступающих из космоса.

Особое внимание ученых привлекает внешняя граница внутренней области этих поясов. Ранее исследователи полагали, что на высоте примерно 11 500 километров над Землей существует своеобразный непроницаемый барьерьер, который не позволяет самым опасным электронам, движущимся почти со скоростью света, проникать ближе к планете.

Однако во время мощной геомагнитной бури в мае 2024 года этот защитный механизм вышел из строя.

По данным исследователей, потоки солнечного ветра со скоростью до 1200 км/с сжали магнитное поле Земли и вызвали масштабные изменения в околоземной радиационной среде. Эта буря стала одним из самых мощных геомагнитных возмущений за последние десятилетия.

Каковы были последствия супершторма

Необычное явление зафиксировал японский спутник Arase, который исследует магнитосферу Земли с 2017 года.

Во время майской грозы прибор зафиксировал резкое увеличение количества ультрарелятивистских электронов — их уровень превысил обычные показатели примерно в 5000 раз.

Учёные установили, что эти частицы не просто проникли сквозь защитный барьер из внешних областей космоса. Они ускорялись непосредственно внутри зоны, которая ранее считалась защищённой от такого излучения.

Причиной стали так называемые хорные волны — электромагнитные колебания, которые передают энергию заряженным частицам и могут разгонять их до чрезвычайно высоких скоростей.

Защитный слой вокруг Земли ослаб

Исследователи объясняют, что во время солнечной бури плазмосфера Земли — область с заряженными частицами, которая обычно помогает подавлять распространение определенных электромагнитных волн, — была оттеснена ближе к планете.

В результате сложились условия, благоприятные для образования хорвых волн. Они начали передавать энергию электронам, разгоняя их до уровней энергии в миллионы электронвольт.

Таким образом, опасная радиация образовалась непосредственно внутри области, которая в обычных условиях должна была быть защищена от таких частиц.

По данным спутниковых наблюдений, последствия этого процесса сохранялись в течение нескольких месяцев. Ситуация изменилась лишь после новой солнечной бури в октябре 2024 года, которая вновь повлияла на состояние магнитного поля Земли.

Почему это открытие важно

По мнению исследователей, результаты работы свидетельствуют о существовании дополнительного вида радиационной опасности для космических аппаратов и экипажей.

Ранее основное внимание уделялось частицам, поступающим извне во время мощных солнечных вспышек. Теперь выяснилось, что опасное излучение может возникать и непосредственно внутри околоземного пространства из-за изменений в состоянии плазмосферы.

Это особенно важно с учетом планов освоения околоземного пространства и будущих пилотируемых космических миссий. Выявленный механизм может потребовать дополнительной защиты космической техники, электроники и астронавтов от радиационного воздействия.