Так называемые «электроны-убийцы», известные уже несколько десятилетий, — серьезная проблема для околоземного космического пространства. В результате взаимодействия с электромагнитными волнами в магнитосфере Земли — особенно во время геомагнитных бурь — эти частицы могут разгоняться до скоростей, близких к скорости света. Они обладают настолько высокой энергией, что способны проникать сквозь защитные оболочки спутников, повреждая чувствительную электронику и сокращая срок службы космических аппаратов. Опасны они и для людей: для астронавтов такие электроны создают повышенную радиационную угрозу.
Однако в 2014 году исследователи обнаружили любопытный феномен. Наблюдения, проведенные зондами НАСА, выявили необычно четкую границу — примерно на расстоянии трех земных радиусов от центра планеты, — за которую электроны с наиболее высокой энергией почти никогда не залетают. Ученые охарактеризовали это явление как «непроницаемый барьер», предположив, что электромагнитные волны в области холодной плазмы, окружающей Землю, способствуют рассеиванию электронов. В сочетании с медленным дрейфом электронов по направлению к планете это создавало своего рода естественный барьер, пишет Science Alert.
Однако уже в 2018 году в этом «непроницаемом» барьере ученые стали замечать бреши. Оказалось, что под действием колебаний магнитного поля Земли высокоэнергетические электроны могут смещаться ближе к планете, но геомагнитные бури, вызывающие это движение, как правило, затихают прежде, чем электроны успевают продвинуться значительно дальше. В 2024 году было установлено, что электромагнитные волны, порождаемые молниями, способны направлять «электроны-убийцы» в сторону атмосферы Земли. Эти наблюдения стали дополнительным доказательством того, что высокоэнергетические электроны присутствуют глубоко внутри области, которая ранее считалась непроницаемой.
А в мае 2024 года произошла мощнейшая солнечная буря: серия вспышек и корональных выбросов массы на Солнце отправили сквозь Солнечную систему миллиарды тонн намагниченной. На Земле это привело к геомагнитной буре самого высокого уровня; она была настолько интенсивной, что ее последствия зафиксировали даже на океанском дне.
Буря вызвала резкое истощение запасов холодной плазмы в плазмосфере Земли, создав необычайно разреженную среду, в которой смогли активно развиваться так называемые «хоровые волны». Вместо того чтобы рассеивать электроны, они, по-видимому, ускорили их до невероятных энергий прямо внутри «непроницаемого» барьера.
На этапе восстановления после геомагнитной бури был зафиксировал резкий рост числа ультрарелятивистских электронов внутри барьера. При энергиях около 3 мегаэлектронвольт поток электронов увеличился более чем в 5000 раз по сравнению с показателями, наблюдавшимися до начала бури.
«Это открытие подчеркивает необходимость понимания и прогнозирования того, как ведут себя электроны высоких энергий в экстремальных условиях космической погоды, — сказал Миёси Ёсидзуми из Нагойского университета. — Подобные знания важны для оценки радиационных рисков для космических аппаратов и совершенствования прогнозов космической погоды в будущем».
Два независимых исследования метеоритов переписали ключевые главы истории Солнечной системы. Метеорит, найденный в Алжире в 2019 году, заполнил пробел в геологической летописи Марса длительностью почти два миллиарда лет. А в пыли с другого метеорита, упавшего в Антарктике, ученые обнаружили древнейшие из известных следов магнетизма в Солнечной системе.
