Потужна сонячна буря прорвала захисний щит Землі: вчені виявили небезпечний сплеск радіації

Потужна сонячна буря у травні 2024 року порушила роботу природного радіаційного бар’єра Землі, який зазвичай не пропускає до внутрішніх областей навколо планети найнебезпечніші високоенергетичні електрони. Внаслідок цього всередині захищеної зони виник потужний сплеск радіації.

Про це повідомляє видання Universe Today з посиланням на дослідження, опубліковане в журналі Geophysical Research Letters.

Йдеться про радіаційні пояси Ван Аллена — області навколо Землі, де магнітне поле планети утримує заряджені частинки. Вони відіграють важливу роль у захисті навколоземного простору від високоенергетичних частинок, які надходять із космосу.

Особливу увагу науковців привертає зовнішня межа внутрішньої області цих поясів. Раніше дослідники вважали, що на висоті приблизно 11 500 кілометрів над Землею існує своєрідний непроникний бар’єр, який не дозволяє найнебезпечнішим електронам, що рухаються майже зі швидкістю світла, проникати ближче до планети.

Однак під час потужної геомагнітної бурі в травні 2024 року цей захисний механізм порушився.

За даними дослідників, потоки сонячного вітру зі швидкістю до 1200 км/с стиснули магнітне поле Землі та спричинили масштабні зміни в навколоземному радіаційному середовищі. Та буря стала одним із найпотужніших геомагнітних збурень за останні десятиліття.

Якими були наслідки супершторму

Незвичайне явище зафіксував японський супутник Arase, який досліджує магнітосферу Землі від 2017 року.

Під час травневої бурі апарат зареєстрував різке збільшення кількості ультрарелятивістських електронів — їхній рівень приблизно у 5000 разів перевищив звичайні показники.

Науковці встановили, що ці частинки не просто проникли крізь захисний бар’єр із зовнішніх областей космосу. Вони прискорювалися безпосередньо всередині зони, яка раніше вважалася захищеною від такого випромінювання.

Причиною стали так звані хорові хвилі — електромагнітні коливання, які передають енергію зарядженим частинкам і можуть розганяти їх до надзвичайно високих швидкостей.

Захисний шар навколо Землі ослаб

Дослідники пояснюють, що під час сонячної бурі плазмосфера Землі — область із зарядженими частинками, яка зазвичай допомагає пригнічувати поширення певних електромагнітних хвиль, — була відтиснута ближче до планети.

У результаті виникли умови, сприятливі для формування хорових хвиль. Вони почали передавати енергію електронам, розганяючи їх до рівнів енергії в мільйони електронвольт.

Таким чином, небезпечна радіація утворилася безпосередньо всередині області, яка за звичайних умов мала бути захищеною від таких частинок.

За даними супутникових спостережень, наслідки цього процесу зберігалися протягом кількох місяців. Ситуація змінилася лише після нової сонячної бурі в жовтні 2024 року, яка знову вплинула на стан магнітного поля Землі.

Чому це відкриття важливе

На думку дослідників, результати роботи свідчать про існування додаткового типу радіаційної небезпеки для космічних апаратів та екіпажів.

Раніше основну увагу приділяли частинкам, які надходять іззовні під час потужних сонячних спалахів. Тепер з’ясувалося, що небезпечне випромінювання може виникати й безпосередньо всередині навколоземного простору через зміни в стані плазмосфери.

Це особливо важливо з огляду на плани освоєння навколоземного простору та майбутні пілотовані космічні місії. Виявлений механізм може вимагати додаткового захисту космічної техніки, електроніки та астронавтів від радіаційного впливу.