Солнечная мегабуря ускорила электроны внутри защитного барьера Земли в космосе

Сильнейшая геомагнитная буря привела к необычным изменениям в радиационных поясах Земли. В области, которую раньше считали практически недоступной для электронов с очень высокой энергией, частицы начали ускоряться и достигли показателей, потенциально опасных для космической техники. Необычное явление обнаружил японский спутник «Арасэ», сообщает SciTechDaily.

Международная группа исследователей под руководством специалистов Университета Нагои изучила данные, которые аппарат собрал во время мощной магнитной бури в мае 2024 года и после её завершения.

Учёные установили, что в ранее защищённой области околоземного пространства появились электроны с энергией более трёх мегаэлектронвольт. Такие частицы способны проникать через некоторые виды защиты спутников и создавать угрозу для их электронного оборудования.

В обычных условиях магнитное поле Земли удерживает заряженные частицы в двух радиационных поясах Ван Аллена. Эти области окружают планету и содержат электроны и протоны, движение которых определяется магнитным полем.

На внутренней границе внешнего радиационного пояса существует своеобразный невидимый барьер. Он находится приблизительно на расстоянии трёх радиусов Земли от её центра и обычно препятствует проникновению внутрь наиболее энергичных электронов.

Исследователи обнаружили эту особенность в 2014 году. Однако механизм образования барьера до сих пор изучен не полностью.

Одно из возможных объяснений связано с низкочастотными электромагнитными волнами в плазмосфере. Они могут рассеивать электроны и способствовать их выпадению из радиационных поясов в атмосферу.

Во время майской супербури 2024 года условия в околоземном пространстве резко изменились.

Плазмосфера, содержащая относительно холодные заряженные частицы, значительно сократилась. В результате электроны из внешних областей получили возможность перемещаться ближе к планете.

Одновременно спутник «Арасэ» зарегистрировал интенсивные электромагнитные колебания, которые специалисты называют хоровыми волнами. Их частота неоднократно повышалась по мере развития бури.

Такие волны способны передавать энергию электронам при определённых условиях. Взаимодействие происходит, когда колебания волны согласуются с движением заряженных частиц вдоль линий магнитного поля.

Именно этот процесс исследователи рассматривают как основной механизм необычного ускорения электронов.

Обычно после сильной магнитной бури плотность плазмосферы восстанавливается примерно за двое суток. Однако после событий мая 2024 года восстановление оказалось значительно медленнее.

По оценке специалистов, плотности плазмы потребовалось приблизительно 4,3–4,7 дня, чтобы достичь более половины первоначального значения в исследуемой области.

Из-за продолжительного снижения плотности плазмы условия для взаимодействия электронов с электромагнитными волнами сохранялись несколько дней.

Чтобы установить происхождение высокоэнергетических частиц, учёные сопоставили результаты нескольких пролётов спутника.

Они изучили распределение электронов по энергии и особенностям движения, а также проследили, как эти показатели изменялись на разном расстоянии от Земли.

Анализ выявил характерную особенность: возле обычной границы радиационного барьера сформировалась область повышенной концентрации энергичных электронов. Со временем этот локальный максимум становился всё более выраженным.

По мнению исследователей, подобная картина свидетельствует о том, что частицы набирали энергию непосредственно в этой части магнитосферы, а не просто перемещались туда из внешнего радиационного пояса.

Наблюдения также показали совпадение области ускорения с участками, где спутник регистрировал наиболее интенсивные хоровые волны.

Полученные результаты позволили учёным сделать вывод, что мощные геомагнитные возмущения способны создавать условия для ускорения электронов даже внутри ранее считавшейся защищённой области.

Исследование возглавил профессор Университета Нагои Ёсидзуми Миёси. Научную работу опубликовали 26 октября 2026 года в журнале «Письма по геофизическим исследованиям».

Авторы считают, что открытие имеет практическое значение для космической отрасли.

Высокоэнергетические электроны могут повреждать оборудование спутников и нарушать работу электронных систем. Поэтому уточнение механизмов их появления поможет совершенствовать прогнозы космической погоды и оценку радиационных рисков.

Таким образом, наблюдения аппарата «Арасэ» показали, что даже относительно защищённые участки околоземного пространства могут становиться опасными для спутников во время особенно сильных магнитных бурь.

Может быть интересно:

1. Смешиваю кукурузную муку с сыром и жарю: грузинские чвиштари хрустят, а внутри тянется начинка
2. В Италии этот овощ запекают с сыром: фенхель становится нежным и почти теряет свой резкий вкус
3. Татары готовят этот пирог с мясом и картошкой: зур бэлиш получается сочным под румяной корочкой
4. Натираю кабачки, добавляю сыр и жарю: турецкие мюджвер разлетаются со стола ещё горячими
5. Макароны можно не варить в кастрюле: итальянский метод приготовления прямо в соусе делает вкус насыщеннее