Супершторм мая 2024 года нарушил внутренний радиационный пояс, генерируя электроны с энергией более 3 МэВ
Супершторм в мае 2024 года нарушил внутренний радиационный пояс, позволив генерировать электроны с энергией более 3 МэВ, что ранее считалось невозможным.
Внутренний радиационный пояс, ранее считавшийся непроницаемым барьером для ультра-релятивистских электронов, был нарушен во время суперштормы в мае 2024 года. Наблюдения с японского спутника Arase показали, что это событие сгенерировало электроны с энергией более 3 МэВ глубоко внутри внутренней магнитосферы. Результаты были опубликованы в Geophysical Research Letters.
Экстремальные условия космической погоды
Супершторм был вызван серией мощных солнечных вспышек и корональных выбросов массы (CME), которые выпустили миллиарды тонн намагниченной плазмы в космос. Это привело к геомагнитной буре категории G5 на Земле, самой интенсивной категории, последствия которой были зафиксированы даже на дне океанов. Удар значительно снизил холодную плазму в земной плазмосфере, создавая среду, в которой доминировали специфические электромагнитные волны, известные как хоровые волны.
Вместо того чтобы рассеиваять частицы, эти волны действовали как космический ускоритель, подводя электроны к высоким энергиям внутри теоретически защищенной зоны. Спутник Arase, который наблюдает за радиационными поясами с 2017 года, зафиксировал более чем 5000-кратное увеличение потока ультра-релятивистских электронов с энергией около 3 МэВ внутри бывшего барьера.
Механизм локального ускорения
Динамика этого процесса была ключевой: сначала появились электроны с более низкими энергиями, затем через полдня присоединились более быстрые частицы, а резкий рост популяции, превышающей 3 МэВ, произошел через сутки. Эта последовательность, в сочетании с четким пиком плотности вблизи границы, исключила простой транспорт частиц снаружи, продемонстрировав, что ускорение произошло локально. Возвращение магнитосферы к равновесию заняло месяцы, а падающий поток частиц Arase отслеживал до октября 2024 года, когда произошел очередной солнечный шторм. Понимание этих экстремальных процессов ускорения абсолютно необходимо для точного моделирования космической погоды и защиты будущих пилотируемых миссий от внезапных волн радиации.
