Мощная солнечная буря превратила область около Земли, которую обычно считают относительно защищённой, в естественный ускоритель частиц. В результате электроны там смогли набрать энергию, достаточную для проникновения через некоторые виды спутниковой защиты. Такое явление обнаружил японский космический аппарат «Арасэ», работающий под управлением Японского агентства аэрокосмических исследований.
Наблюдения проводились во время и после геомагнитной супербури в мае 2024 года. Аппарат зарегистрировал внутри обычной границы радиационного барьера большое количество электронов с энергией свыше трёх мегаэлектронвольт. Исследователи из Университета Нагои пришли к выводу, что частицы ускорились непосредственно в этой области, а не переместились туда уже в высокоэнергетическом состоянии.
Земное магнитное поле удерживает заряженные частицы в двух областях, известных как радиационные пояса Ван Аллена. Они имеют форму колец и могут представлять опасность для электроники космических аппаратов. На внутреннем краю внешнего пояса, примерно в трёх радиусах Земли от её центра, наиболее быстрые электроны обычно сталкиваются с невидимой границей и почти не проникают внутрь неё.
Происхождение этого барьера, обнаруженного в 2014 году, до конца не установлено. Одним из возможных факторов считаются низкочастотные радиоволны, известные как плазмосферный свист, которые рассеивают электроны радиационных поясов и направляют их в атмосферу. Во время супербури плазмосфера, заполненная сравнительно холодными заряженными частицами, резко сократилась, поэтому горячие электроны смогли продвинуться ближе к Земле и породить так называемые хоровые волны.
«Арасэ» неоднократно фиксировал хоровые волны с повышающейся частотой. Их колебания способны передавать энергию электронам, когда совпадают с движением частиц по спирали вдоль магнитных силовых линий. Обычно плотность плазмы восстанавливается примерно за два дня, однако после майской супербури на это потребовалось около 4,3–4,7 дня, что позволило ускорению электронов продолжаться внутри барьера.
Для проверки этой версии учёные изучили распределение электронов по энергии и характеру движения, сопоставив данные нескольких пролётов аппарата. Вблизи границы барьера сформировался локальный пик, который со временем усиливался, что указывает на набор энергии внутри области, а не на перенос частиц из внешнего радиационного пояса. Результаты опубликованы в журнале Geophysical Research Letters в исследовании под руководством Ёсидзуми Миёси, а SciTechDaily сообщает, что выводы важны для оценки радиационных рисков космической техники и прогнозирования космической погоды.