Молнии – одно из самых впечатляющих природных явлений. Однако их влияние выходит далеко за пределы атмосферы. Новое исследование показало, что мощные грозы способны выталкивать высокоэнергетические «электроны-убийцы» из радиационного пояса Земли и рассеивать их в космосе. Это неожиданное открытие помогает лучше понять связь между атмосферными явлениями и условиями в околоземном пространстве, что важно для безопасности спутников и астронавтов. Результаты исследования опубликованы в Nature.
Радиационные пояса Земли и электроны-убийцы
Радиационные пояса Ван Аллена, окружающие планету, задерживают заряженные частицы солнечного ветра и защищают Землю от их пагубного воздействия. Однако иногда эти частицы ускользают, становясь источником угроз. Внутренний пояс расположен на высоте 640-9600 км, а внешний – на расстоянии 13 500-58 000 км от поверхности.
«Электроны-убийцы» — это частицы, которые движутся почти со скоростью света. Они могут проникать сквозь защитную оболочку спутников, выводя из строя электронику и в целом сокращая их срок службы. Кроме этого, такие электроны опасны для здоровья астронавтов, поскольку могут вызвать радиационные поражения.
Влияние молний на радиационные пояса
Исследователи обнаружили связь между грозами и высокоэнергетическими электронами, анализируя данные спутников. Они нашли 45 всплесков активности электронов за период с 1996 по 2006 год, некоторые из которых произошли практически одновременно с ударами молний.
Молнии генерируют низкочастотные электромагнитные волны – так называемые вистлеры. Они вызывают турбулентность в плазме радиационных поясов и могут ускорять электроны, передавая им энергию в цепной реакции. В результате формируются релятивистские электроны, способные нанести вред технике и людям в космосе.
Потребность в дальнейших исследованиях
Пока неизвестно, как часто молнии могут вызывать появление электронов-убийц и какие именно условия этому способствуют. Вероятно, важными факторами являются солнечная активность, плотность плазмы и интенсивность волновой активности. Дальнейшие исследования помогут лучше понять этот механизм.
Полученные данные подчеркивают важность мониторинга космической погоды для обеспечения безопасности космических аппаратов и астронавтов. Во время сильных штормов экипажи на орбите могут избегать опасности, оставаясь в защищенных помещениях, чтобы не попасть под «электронный дождь».
Ранее мы сообщали о том, как впервые был обнаружен радиационный пояс у далекой экзопланеты.
По материалам colorado.edu
