У травні 2024 року епічна сонячна буря настільки сильно струсонула Землю, що її вплив відчувався навіть на дні океану. Після потужного сплеску сонячної активності наша планета зазнала удару від потоку сонячних частинок, які потрясли її магнітне поле та створили вражаючі полярні сяйва, що сягнули значно нижчих широт, ніж зазвичай.
Але, як тепер з’ясували вчені, наслідки бурі виявилися ще масштабнішими. Протягом кількох місяців після події Земля була оточена двома новими, тимчасовими радіаційними поясами з високоенергетичними частинками, захопленими магнітним полем планети. Подібні явища спостерігалися і раніше – після потужних геомагнітних бур. Однак сонячна буря травня 2024 року принесла щось абсолютно нове: у складі одного з нових поясів були виявлені високоенергетичні протони, що ніколи раніше не реєструвалися.
“Коли ми порівняли дані до і після бурі, я сказав: ‘Вау, це щось справді нове’,” – розповідає фізик Сіньлінь Лі з Університету Колорадо в Боулдері. “Це просто вражає.”
Нові радіаційні пояси навколо Землі
Радіаційні пояси – це звичайний елемент структури планети з глобальним магнітним полем. Сонце постійно викидає частинки, які переносяться сонячним вітром. При зустрічі з магнітним полем планети вони затримуються, формуючи навколо неї обширні тороподібні пояси. Земля має два постійні радіаційні пояси, відомі як пояси Ван Аллена: внутрішній, розташований ближче до планети, і зовнішній, що охоплює обидва. Це своєрідна “захисна система”, яка оберігає нашу планету від прямого впливу сонячних частинок, дозволяючи нам жити без серйозних наслідків космічного випромінювання.
Не дивно, що підвищення інтенсивності сонячного випромінювання внаслідок сонячних спалахів і корональних викидів маси може збільшити потужність цих поясів. Однак, коли вчені проаналізували вплив сонячної бурі травня 2024 року, використовуючи дані супутника NASA Colorado Inner Radiation Belt Experiment CubeSat, вони виявили щось несподіване. Між двома поясами Ван Аллена з’явилися два нових – один складався переважно з електронів, що вже спостерігалося раніше, а інший містив високоенергетичні протони, що було зафіксовано вперше.
“Це справді високоенергетичні електрони та протони, які проникли у внутрішнє магнітне середовище Землі”, – пояснює астроном Девід Сібек з Центру космічних польотів імені Годдарда NASA, який не брав участі в дослідженні. “Деякі з них можуть залишитися там надовго.”
Довготривалі наслідки
Нові радіаційні пояси протрималися значно довше, ніж тимчасові пояси, що виникали після попередніх сонячних бур: три місяці замість кількох тижнів, як зазвичай. Наступні сонячні бурі в червні та серпні 2024 року значною мірою розсіяли частинки, зменшивши щільність поясів. Однак невелика частина їх все ще залишається на орбіті навколо Землі. Більше того, пояс із протонами може зберігатися понад рік. Подальші спостереження допоможуть вченим оцінити його довговічність і швидкість розпаду.
Це важлива інформація, адже високоенергетичні частинки в навколоземному просторі можуть становити загрозу для супутників. Розуміння щільності цих частинок і впливу сонячних бур допоможе розробити стратегії захисту космічних апаратів. На цей час рівень небезпеки, яку становлять нові радіаційні пояси, ще не визначено. Для оцінки потенційних ризиків знадобляться подальші дослідження. Результати дослідження опубліковані в журналі Journal of Geophysical Research: Space Physics.