Nowe badania, opublikowane w październiku 2024 roku w prestiżowym czasopiśmie Nature Communications, rzucają zupełnie nowe światło na interakcję między ziemską pogodą a warunkami panującymi w przestrzeni kosmicznej. Naukowcy odkryli, że wyładowania atmosferyczne, takie jak pioruny, mają zdumiewający wpływ na wysokoenergetyczne elektrony znane jako "zabójcze elektrony". Te cząstki nie tylko są uwalniane z orbit, ale również przenikają przez metalowe elementy satelitów, co prowadzi do ich uszkodzenia.

Zespół badawczy, prowadzony przez Lauren Blum z Laboratorium Fizyki Atmosferycznej i Kosmicznej na Uniwersytecie Kolorado, przyjrzał się zjawisku, które może zagrażać nie tylko satelitom, ale również astronautom. Nałożenie wysokiej energii elektronów na ich organizmy zwiększa ryzyko wystąpienia nowotworów.

Badacze dokładnie przyjrzeli się dwóm pasom radiacyjnym, które otaczają naszą planetę. Wewnętrzny pas rozciąga się na wysokości około 960 km, a zewnętrzny na wysokości około 19,3 tys. km. Te pasy mają za zadanie chronić Ziemię przed cząstkami pochodzącymi z wiatru słonecznego, jednak nie są szczelne. Dotychczas sądzono, że jedynie zewnętrzny pas jest źródłem wysokiej energii elektronów opadających na Ziemię. Odkrycie, że również wewnętrzny pas może je dostarczyć, jest pełne zaskoczeniem.

Odkrycie służyło przypadkowi

Niezwykłe odkrycie było wynikiem analizy danych z nieaktywnych już satelitów NASA, w szczególności z satelity SAMPEX. Max Feinland, student i główny autor badania, znalazł trop do tej nieznanej przestrzeni, analizując informacje na temat lokalizacji wyładowań. Odkrycie skupisk wysokoenergetycznych elektronów w wewnętrznym pasie było niezgodne z dotychczasowymi teoriami, które nie przewidywały takiego zjawiska.

Dalsze badania ujawniły, że od 1996 do 2006 roku wystąpiły 45 wyspecyfikowanych wybuchów wysokoenergetycznych elektronów, których nie można było wcześniej powiązać z powiązaniami z uderzeniami piorunów w Ameryce Północnej. To odkrycie sugeruje bezpośrednie połączenie między tymi zjawiskami.

Kosmiczny pinball – fenomen odbicia

Blum porównała ten proces do gry w pinball, gdzie zabawkowe piłeczki są odbijane wokół planszy. Po każdym uderzeniu pioruna fale radiowe odrywają zabójcze elektrony z ich orbit, powodując intensywne walczenie ich trajektorii. W efekcie elektrony mogą przemieszczać się w naszej atmosferze z prędkością, odbijając się pomiędzy półkulą północną a południową. Tak dynamiczne zjawisko może wpływać na chemiczne reakcje w atmosferze Ziemi i zagrażać technologii kosmicznej oraz zdrowiu ludzi w przestrzeni.

Niepewna przyszłość i wyzwania kosmicznego badania

To przełomowe odkrycie otwiera zupełnie nowe pole badań dotyczących wpływu naszej własnej planety na kosmiczne zjawiska. Dalsze badania będą niezbędne, aby zrozumieć pełne konsekwencje tej interakcji oraz w jaki sposób można zwiększyć bezpieczeństwo naszych astronautów i satelitów. Czy to oznacza, że powinniśmy zwrócić większą uwagę na efekty w atmosferze Ziemi, mając na uwadze nasze wysiłki w przestrzeni kosmicznej? Czas pokaże!