Ilgą laiką manyta, kad Žemę juosiantys Van Aleno radiaciniai diržai turi beveik neįveikiamą ribą, saugančią nuo itin energingų elektronų priartėjimo prie planetos. Tačiau nauja analizė rodo, kad ekstremaliomis kosminių orų sąlygomis ši riba gali būti peržengta.
Apie tai mokslininkai paskelbė išnagrinėję 2024 metų gegužę įvykusios itin stiprios geomagnetinės audros duomenis. Japonijos palydovas Arase užfiksavo, kad vidinėje radiacinio diržo zonoje elektronai buvo įgreitinti iki megaelektronvoltų energijų, kur tokio reiškinio buvo nesitikėta.
Kas yra Van Aleno diržai
Van Aleno diržai yra dvi pagrindinės įkrautų dalelių zonos, kurias Žemės magnetinis laukas sulaiko aplink planetą. Išoriniame dirže dažniau dominuoja elektronai, kurių energiją sustiprina Saulės sukelti procesai, o vidiniame daugiau protonų, atsirandančių kosminiams spinduliams sąveikaujant su atmosfera.
Dar 2014 metais NASA Van Allen Probes misijos stebėjimai išryškino labai staigią ribą, už kurios patys pavojingiausi, beveik šviesos greičiui prilygstantys elektronai paprastai nekeliaudavo. Tuomet ši zona buvo pavadinta tarsi neperžengiama užtvara, siejama su šaltos plazmos sritimi aplink Žemę.
Kas nutiko 2024 metų gegužę
2024 metų gegužę Žemę pasiekė G5 kategorijos geomagnetinė audra, priskiriama prie stipriausių pagal NOAA skalę. Tokias audras paprastai sukelia didelės energijos Saulės žybsniai ir vainikinės masės išmetimai, kurie į Žemės magnetosferą atneša magnetizuotą plazmą.
Arase duomenys parodė, kad audrai slopstant itin didelės energijos elektronų srautas vidinėje zonoje šoktelėjo daugiau kaip 5 000 kartų, palyginti su laikotarpiu iki audros. Ypač svarbu tai, kad iš pradžių daugėjo mažesnės energijos elektronų, o didesnės energijos dalelės atsirado vėliau, kas leidžia manyti, jog jos buvo įgreitintos vietoje, o ne tik atgabentos iš tolimesnių sričių.
Komanda, vadovaujama Nagojos universiteto mokslininko Yoshizumi Miyoshi, šį efektą sieja su tuo, kad audra smarkiai nualino šaltos plazmos aplinką. Tokiomis sąlygomis sustiprėjo vadinamosios choro elektromagnetinės bangos, kurios, užuot išsklaidžiusios elektronus, galėjo juos spartinti.
„Parodėme, kad ši užtvara gali būti peržengta esant ekstremaliems kosminių orų reiškiniams“, – sakė Yoshizumi Miyoshi.
Kodėl tai svarbu palydovams ir žmonėms
Itin energingi elektronai kosmose laikomi viena pavojingiausių radiacijos formų palydovų elektronikai. Jie gali prasiskverbti pro apsauginius sluoksnius, sukelti gedimus, pagreitinti komponentų senėjimą ir sutrumpinti kosminių aparatų eksploatacijos laiką.
Žmonėms tokia radiacija ypač aktuali misijoms už žemosios Žemės orbitos ribų, taip pat planuojant ilgesnius skrydžius ir kuriant patikimas apsaugos strategijas. Nauji rezultatai rodo, kad rizikos vertinimui būtina geriau suprasti, kaip dalelės elgiasi per stipriausias geomagnetines audras.
Mokslininkai pabrėžia ir praktinę pusę: kuo tiksliau bus modeliuojami kosminiai orai, tuo geriau bus galima laiku įspėti palydovų operatorius ir sumažinti nuostolius. Be to, 2024 metų gegužės įvykis sutapo su aktyvesniu Saulės ciklo laikotarpiu, kai didelių audrų tikimybė paprastai išauga.
Leave a Reply