Nepriepustná bariéra Zeme bola prerazená. Vedci zaznamenali prienik „zabijáckych“ častíc

Počas májového solárneho superbúrkového divadla v roku 2024 došlo k úkazu, ktorý prepísal dlhoročné predpoklady o obrannej infraštruktúre našej planéty. Zdanlivo nepreniknuteľná štruktúra chrániaca blízky vesmírny priestor podľahla podmienkam extrémneho vesmírneho počasia.

Japonský satelit Arase zaznamenal masívny prienik a lokálnu akceleráciu tzv. „zabijáckych“ elektrónov na úrovni energií, ktoré mali byť v danej oblasti fyzikálne nerealizovateľné, upozorňuje ScienceAlert.

Ohromne silná geomagnetická búrka

Zem je prirodzene obklopená Van Allenovými radiačnými pásmi, dvojicou toroidných oblastí zachytávajúcich nabité častice v magnetickom poli. Vnútorný pás tvoria najmä vysokoenergetické protóny spojené s interakciou kozmického žiarenia v atmosfére, zatiaľ čo vonkajší pás pozostáva z elektrónov stimulovaných slnečnou aktivitou.

Od roku 2014 vládla vo vedeckej komunite zhoda, že vo vzdialenosti približne troch polomerov Zeme existuje ostro vymedzená bariéra. Výskumy založené na dátach zo sond NASA Van Allen Probes naznačovali, že vlnové interakcie v chladnej plazme (plazmosfére) účinne rozptyľujú ultra-relativistické elektróny a smerujú ich do atmosféry, čím bránia ich prieniku do nižších výšok.

Geomagnetická búrka kategórie G5 z mája 2024 však tento mechanizmus radikálne narušila. Sériou silných výronov koronálnej hmoty (CME) došlo k drastickému vyprázdneniu chladnej plazmy z plazmosféry.

Tento úbytok hustoty prostredia vytvoril podmienky pre vznik a šírenie špecifického typu elektromagnetických vĺn, známych ako chórové emisie (chorus waves). Na rozdiel od bežného rozptylu spôsobili tieto vlny v nízkodenzitnom prostredí prudkú lokálnu akceleráciu elektrónov.

Riziko pre astronautov

Dáta zo satelitu Arase ukazujú, že namiesto prostého natlačenia častíc z vonkajších vrstiev magnetosféry dochádzalo ku generovaniu vysokoenergetických elektrónov priamo vo vnútri oblasti považovanej za chránenú.

Registrujúci prístroj zaznamenal časovo odstupňovaný nárast energie: najprv vzrástla populácia menej energetických častíc, o pol dňa neskôr nasledovali vyššie energie a približne po 24 hodinách dosiahol tok elektrónov s energiou nad 3 megaelektrónvolty (MeV) viac ako 5 000-násobok predbúrkovej hodnoty.

Yassay/Pixabay

Podrobnejšia analýza distribučných profilov ukázala výrazné lokálne maximum toku častíc v blízkosti hranice bariéry. Jav potvrdzuje teóriu vlnovo-časticovej rezonančnej akcelerácie namiesto obyčajného radiálneho transportu. Narušený stav sprevádzaný zvýšeným tokom ultra-relativistických častíc pretrvával v oblasti až do októbra 2024, kedy magnetosféru zasiahla ďalšia slnečná porucha.

Prítomnosť elektrónov dosahujúcich rýchlosti blízke rýchlosti svetla v tejto zóne predstavuje vážne riziko pre vesmírnu infraštruktúru. Relativistické elektróny majú vysokú schopnosť penetrácie cez tienenie satelitov, kde vyvolávajú hlboké dielektrické nabíjanie a môžu trvalo poškodiť citlivú mikroelektroniku alebo skrátiť životnosť kozmických aparátov na nízkych a stredných obežných dráhach. Rovnako predstavujú zvýšené radiačné riziko pre posádky pilotovaných misií.

Čítajte viac z kategórie: Novinky