Супербуря на Солнце в мае 2024 года превратила обычно защищённую область околоземного пространства в естественный ускоритель частиц. Японский спутник Arase, работающий под управлением Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), зарегистрировал внутри этой зоны большое количество электронов с энергией свыше трёх мегаэлектронвольт. Такие частицы способны проникать через некоторые виды защиты космических аппаратов, сообщает SciTechDaily.
Исследователи из Университета Нагоя изучили данные Arase и пришли к выводу, что электроны, вероятно, набрали энергию непосредственно внутри барьера, а не переместились туда уже ускоренными. Речь идёт о невидимой границе на внутреннем краю внешнего радиационного пояса, расположенной примерно в трёх радиусах Земли от её центра. В обычных условиях она препятствует проникновению наиболее энергичных электронов во внутреннюю область.
Заряженные частицы удерживаются магнитным полем Земли в двух кольцеобразных зонах, известных как радиационные пояса Ван Аллена. Они могут повреждать оборудование и электронику спутников. Происхождение внутренней границы внешнего пояса до конца не установлено: среди возможных факторов называют низкочастотные радиоволны, а также сигналы, применяемые для связи с подводными лодками.
Во время майской супербури магнитосфера Земли подверглась сильным изменениям, а плазмосфера — область с относительно холодными заряженными частицами — значительно сжалась. Её внешняя граница подошла ближе к планете, что позволило горячим электронам проникать дальше внутрь и создавать хоровые волны — низкочастотные электромагнитные колебания с постепенно повышающейся частотой. По данным Arase, разреженное состояние плазмы сохранялось несколько дней, а её восстановление до половины исходной плотности заняло около 4,3–4,7 дня вместо обычных двух.
Анализ распределения электронов по энергии и характеру движения выявил локальный пик вблизи границы, который со временем усиливался. Это стало признаком ускорения частиц непосредственно внутри барьера, а не их переноса из внешнего радиационного пояса. Результаты исследования опубликованы в журнале Geophysical Research Letters и указывают на необходимость постоянного наблюдения за околоземным пространством для оценки радиационных рисков во время экстремальной космической погоды.