Naukowcy z University of Colorado w Boulder, Kolorado odkryli zaskakujący związek między pogodą na Ziemi a pogodą kosmiczną, czyli zjawiskami zachodzącymi w bezpośrednim kosmicznym otoczeniu naszej planety. W toku swoich badań badacze wykazali,, że burze z piorunami na Ziemi mogą wytrącać wysokoenergetyczne elektrony z wewnętrznego pasa radiacyjnego — obszaru przestrzeni wypełnionego naładowanymi cząsteczkami, który otacza Ziemię jak ochronna powłoka. Co istotne, odkrycia te mogą pomóc satelitom i astronautom uniknąć szkodliwego promieniowania w kosmosie.
W swoim artykule opublikowanym kilka dni temu w periodyku Nature Communications autorzy wskazują na dosłownie zabójcze elektrony, które jeżeli na swojej drodze natrafią na satelity, czy ludzi mogą prowadzić do uszkodzeń elektroniki i bezpośrednio zagrażać ludziom znajdującym się na orbicie okołoziemskiej.
Czytaj także: Pasy radiacyjne Ziemi zachowują się w niespodziewany sposób. Naukowcy rozpoznali przyczynę
Wspomniane tutaj pasy radiacyjne kształtowane są przez pole magnetyczne Ziemi. Wewnętrzny pas radiacyjny zaczyna się około 1000 kilometrów nad Ziemią, zewnętrzy – dwadzieścia razy dalej. To właśnie te obszary przechwytują wysokoenergetyczne cząstki docierające do nas ze Słońca. Dzięki temu niewiele z nich dociera na powierzchnię naszej planety, co akurat dla życia na powierzchni Ziemi jest bardzo dobrą informacją. Nie zmienia to jednak faktu, że pasy radiacyjne nie są całkowicie szczelne. Wiadomo np. że od czasu do czasu wysokoenergetyczne elektrony wyrywają się z zewnętrznego pasa radiacyjnego i wpadają w ziemską atmosferę. Teraz jednak okazuje się,że taka sama sytucja dotyczy znajdującego się znacznie bliżej nas pasa wewnętrznego.
Kiedy myślimy o wysokoenergetycznych elektronach w otoczeniu Ziemi, zwykle mamy na myśli elektrony, którymi bezustannie stara się nas bombardować Słońce. Okazuje się jednak, że na pasy radiacyjne ma wpływ nie tylko Słońce, ale także sama Ziemia.
Kiedy w powierzchnię Ziemi uderza piorun, emitowane są fale radiowe, które uciekają daleko w przestrzeń kosmiczną. Okazuje się jednak, że fale te mogą docierać do wewnętrznego pasa radiacyjnego, gdzie same wytrącają wysokoenergetyczne elektrony, przez co część z nich może spaść na powierzchnię naszej planety.
Wcześniej naukowcy obserwowali tylko elektrony o niższej energii spadające z wewnętrznego pasa radiacyjnego, który był uważany za stosunkowo stabilny i szczerze mówiąc mało interesujący. Teraz okazało się, że pas wewnętrzny także zawiera wysokoenergetyczne elektrony. Do takiego wniosku doprowadziła m.in. analiza danych z niedziałającego już amerykańskiego satelity SAMPEX. W danych tych badacze odkryli skupiska wysokoenergetycznych elektronów, które przemieszczają się między północną a południową półkulą, co 0,2 sekundy odbijając się od atmosfery. W danych z lat 1996-2006 badaczom udało się odkryć 45 takich skupisk.
Co jednak ciekawe, naukowcy postanowili porównać momenty rejestracji takich skupisk wysokoenergetycznych elektronów z wyładowaniami na powierzchni Ziemi. Okazało się, że takie skupiska pojawiały się zaledwie sekundę po wyładowaniach elektrycznych w atmosferze ziemskiej, co wskazuje na to, że owe wyładowania i emitowane w ich trakcie fale radiowe prowokują powstawanie takich skupisk elektronów w wewnętrznym pasie radiacyjnym.
Czytaj także: Sonda kosmiczna uwieczniła efektowny widok promieniowania wokół naszej planety
Wszystko wskazuje na to, że uderzenie pioruna na Ziemi prowokuje powstanie skupiska wysokoenergetycznych elektronów, które wzdłuż pasa mkną między północną i południową półkulą, odbijają się od atmosfery i wracają z powrotem. Przy każdym takim uderzeniu część elektronów wyrywa się z pasa radiacyjnego i wpada do atmosfery ziemskiej. Mamy zatem dowód na to, że pozornie zwykłe pioruny na Ziemi wywołują zamieszanie w kosmicznym otoczeniu naszej planety. Przypomnij sobie o tym podczas następnej burzy.
Warto tutaj jeszcze zwrócić uwagę, że do takich zdarzeń zapewne częściej dochodzi w okresie wysokiej aktywności słonecznej. Jakby nie patrzeć, Słońce musi najpierw dostarczyć zapas wysokoenergetycznych elektronów do wewnętrznego pasa radiacyjnego, aby pioruny miały czym wstrząsać.
W najbliższym czasie naukowcy planują rozszerzyć swoje badania o próbę stworzenia metod przewidywania, kiedy prawdopodobnie wystąpią. Im lepiej będziemy w stanie je przewidywać, tym lepiej będziemy mogli chronić przed nimi astronautów i satelity znajdujące się na orbicie okołoziemskiej.