Pasy Van Allena: burza słoneczna z maja 2024 przebiła barierę

Burza słoneczna z maja 2024 roku zwiększyła ponad 5000 razy strumień ultraenergetycznych elektronów w obszarze, który przez lata uchodził za niedostępny. Chodzi o tzw. „nieprzekraczalną barierę” w pasach radiacyjnych Van Allena. Wyniki zespołu Yoshizumiego Miyoshiego z Uniwersytetu w Nagoi opublikowano 28 października 2026 roku w czasopiśmie Geophysical Research Letters.

Bariera, która nie była absolutna

Pole magnetyczne Ziemi więzi naładowane cząstki w dwóch pierścieniach w kształcie pączka, czyli pasach Van Allena. W 2014 roku sondy NASA Van Allen Probes odkryły w odległości około trzech promieni Ziemi od jej środka granicę, której najbardziej energetyczne elektrony, poruszające się z prędkością bliską prędkości światła, prawie nigdy nie przekraczały. Pochodzenie tej bariery wciąż jest przedmiotem sporów. Za jej istnienie mogą odpowiadać naturalne fale radiowe niskiej częstotliwości, a nawet emisje radiowe o bardzo niskiej częstotliwości wytwarzane przez ludzi.

W maju 2024 seria rozbłysków na Słońcu wywołała burzę geomagnetyczną najwyższego poziomu G5. Japoński satelita Arase, który monitoruje pasy radiacyjne od 2017 roku, zarejestrował wewnątrz bariery elektrony o energii powyżej 3 megaelektronowoltów. Ich strumień wzrósł ponad 5000 razy w porównaniu z poziomem sprzed burzy. Dane pokazują, że najpierw przybyło elektronów o niskiej energii, pół doby później tych o wyższej, a po mniej więcej dobie – powyżej 3 MeV.

Fale „chorus” zamiast rozpraszania

Według badaczy burza zerodowała plazmasferę, czyli region zimnej plazmy wokół Ziemi, niemal całkowicie ją opróżniając. Dzięki temu do głosu doszły fale „chorus”, które po zamianie na dźwięk przypominają śpiew ptaków. Zamiast rozpraszać elektrony, przyspieszały je. Plazmasfera odbudowywała się ponad cztery dni, a zwykle trwa to dwa, więc warunki utrzymywały się wystarczająco długo. Podwyższone poziomy elektronów były obserwowane przez miesiące, aż do kolejnej burzy w październiku 2024 roku.

Zagrożenie dla satelitów, nie dla ludzi

Dla mieszkańców Ziemi nie ma powodu do obaw: omawiane obszary leżą ponad 10 000 km nad powierzchnią, a atmosfera i pole magnetyczne nadal skutecznie chronią. Bariera też nie zniknęła – ustąpiła w wyjątkowych warunkach, podczas burzy zdarzającej się mniej więcej raz na dwadzieścia lat.

Problem dotyczy jednak operatorów satelitów. Tak zwane „zabójcze elektrony” przenikają przez osłony i uszkadzają elektronikę, skracając żywotność statków. Strefa uznawana za względnie bezpieczną może więc podczas ekstremalnej burzy zostać zalana promieniowaniem na całe miesiące. Przy tysiącach satelitów wystrzeliwanych co roku i wciąż aktywnym Słońcu pogoda kosmiczna staje się realnym wyzwaniem inżynieryjnym.