Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере установили корреляцию между космической и земной погодой. Научная группа, возглавляемая бакалавром Максом Файнландом, выяснила, что грозовые явления на Земле способны вытеснять высокоэнергетические электроны из внутреннего радиационного пояса, создавая угрозу для спутников и астронавтов.
По словам Файнланда, «эти частицы по-настоящему опасны и получили название «электроны-убийцы». Они способны проникать через металлические корпуса спутников и поражать платы, а также представляют канцерогенную опасность для людей в космосе».
Для выявления связей между атмосферными и космическими явлениями команда исследователей использовала данные со спутника NASA SAMPEX (Solar, Anomalous, and Magnetospheric Particle Explorer), который сейчас выведен из эксплуатации. Команда доказала, что грозы на планете способны вытеснять высокоэнергетические электроны из внутреннего радиационного пояса, что может угрожать спутникам и экипажам космических миссий.
Внутренний радиационный пояс— это область, наполненная заряженными частицами, окружающими нашу планету. Этот пояс формируется за счет магнитного поля Земли и включает два главных региона: внутренний и внешний радиационные пояса. Внутренний пояс начинается более чем в 970 километрах над поверхностью Земли, в то время как внешний располагается на высоте около 19000 километров.
При разряде молнии в земной атмосфере может происходить излучение радиоволн, которые устремляются в космическое пространство. При столкновении с электронами в радиационных поясах, волны способны выбивать их. В некоторых случаях такие условно называемые «контактные электроны, выбитые молниями» могут даже оказывать влияние на химический состав земной атмосферы. До сих пор исследователям удавалось фиксировать только более низкоэнергетические электроны, которые выпадают из внутреннего радиационного пояса.
Файнланд насчитал 45 всплесков высокоэнергетических электронов с 1996 по 2006 год во внутреннем поясе, соотнося их с данными о молниевых ударах в Северной Америке: некоторые электронные всплески фиксировались менее чем через секунду после удара молнии.
По мнению команды, после удара молнии радиоволны с Земли могут сталкиваться с электронами во внутреннем поясе. Эти электроны начинают быстро перемещаться между северным и южным полушариями, перемещаясь туда и обратно всего за 0,2 секунды. При каждом отскоке часть электронов покидает пояс и уходит в атмосферу. До сих пор учёные не знали о частоте таких событий. Возможно, они происходят в периоды усиленной солнечной активности, когда солнце активнее выбрасывает высокоэнергетические электроны, заполняющие внутренний пояс таким образом.
Исследователи намерены продолжать изучение, чтобы детально понять механизмы, обусловливающие выпадение высокоэнергетических электронов из внутреннего радиационного пояса. Они также надеются, что их результаты послужат основой для разработки новых мер защиты спутников и астронавтов от космической радиации.
Данные исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Источник: iXBT
