În mai 2024, o furtună solară de o intensitate excepțională a provocat perturbări fără precedent în câmpul magnetic al Pământului. Dincolo de aurorele spectaculoase și de problemele de comunicații, această furtună a provocat și apariția a două noi centuri de radiații în jurul planetei noastre. Una dintre aceste structuri ar putea exista și astăzi.
În mai 2024, Pământul a fost lovit de cea mai puternică furtună geomagnetică din ultimii douăzeci și unu de ani. Această erupție solară, cauzată de o serie de furtuni succesive, a proiectat particule încărcate cu viteză mare spre planeta noastră. Când aceste particule au ajuns în magnetosfera Pământului, ele au perturbat câmpul magnetic și au creat aurore vizibile la latitudini neobișnuit de joase, oferind un spectacol de lumină rar în regiunile care nu apar de obicei. Această furtună nu doar a luminat cerul. De asemenea, a provocat defecțiuni majore la sistemele de navigație GPS și la sateliții de comunicații, o amintire a dependenței societății noastre moderne de tehnologii care sunt vulnerabile la capriciile Soarelui.
Pentru a înțelege semnificația acestei descoperiri, este esențial să cunoaștem centurile Van Allen. Aceste două zone în formă de gogoașă, situate la câteva zeci de mii de kilometri de suprafața Pământului, sunt formate din particule încărcate prinse de câmpul magnetic al Pământului. Ele joacă un rol crucial în protejarea noastră de vânturile solare și radiațiile cosmice, formând un scut natural împotriva agresiunii din spațiu. Centura interioară, mai aproape de Pământ, este compusă în principal din protoni de înaltă energie, în timp ce centura exterioară conține mai ales electroni. Aceste structuri sunt în general stabile, dar pot fi modificate temporar de evenimente solare majore.
În urma furtunii solare din mai 2024, cercetătorii au descoperit apariția a două noi centuri de radiații în jurul Pământului. Aceste benzi s-au format între centurile Van Allen existente, create de particulele încărcate din erupțiile solare prinse în magnetosferă. Prima centură temporară, cea mai exterioară, era compusă în principal din electroni care se roteau cu o viteză apropiată de cea a luminii, similară cu cele observate în centura exterioară Van Allen. A doua centură, mai aproape de Pământ, i-a surprins pe oamenii de știință: conținea o concentrație fără precedent de protoni. Aceasta a fost prima dată când cercetătorii au observat o astfel de formațiune într-o centură temporară. Observațiile au fost prezentate într-un articol publicat în Journal of Geophysical Research: Space Physics.
„Când am comparat datele de înainte și de după furtună, m-am gândit: „Uau, acesta este ceva cu adevărat nou”, a spus Xinlin Li, fizician spațial și inginer aerospațial la Universitatea din Colorado Boulder și autorul principal al studiului. „Configurația centurii de protoni a fost cu adevărat uluitoare.”
Această descoperire nu ar fi fost posibilă fără satelitul Colorado Inner Radiation Belt Experiment (CIRBE) al NASA. În mod ironic, acest CubeSat, de mărimea unei cutii de pâine, era scos din funcțiune la momentul furtunii, după o defecțiune din aprilie 2024. Cu toate acestea, pe 15 iunie 2024, împotriva tuturor așteptărilor, satelitul a repornit și și-a reluat măsurătorile. CIRBE a fost echipat cu un instrument unic capabil să detecteze particule specifice în centurile Van Allen, ceva ce alți sateliți nu puteau face. „Acest lucru nu a fost vizibil în datele de la alte nave spațiale”, a explicat Li „Suntem foarte mândri că foarte mic CubeSat a făcut o astfel de descoperire”. „Satelitul a continuat să colecteze date până în octombrie 2024 înainte de a fi distrus la reintrarea în atmosfera Pământului după o altă furtună solară.
Centurile de radiații temporare nu sunt un fenomen nou. Ele apar adesea după furtunile solare puternice, dar de obicei dispar în câteva săptămâni. Cu toate acestea, centurile formate în mai 2024 au sfidat așteptările. Centura de electroni exterioară a dispărut la aproximativ trei luni după furtună, slăbită de noi furtuni solare în iunie și august 2024. În schimb, centura interioară de protoni a arătat o rezistență neașteptată și, potrivit cercetătorilor, „probabil este încă acolo astăzi”. Această longevitate îi nedumerește pe oamenii de știință. De ce a supraviețuit atât de mult această centură de protoni? Se datorează configurației sale unice sau intensității excepționale a furtunilor solare legate de maximul solar, cea mai activă fază a ciclului solar de unsprezece ani care a început anul trecut?
Descoperirea acestor noi centuri de radiații deschide perspective majore pentru știință și tehnologie. În primul rând, ne îmbogățește înțelegerea dinamicii centurilor Van Allen și a efectelor furtunilor solare asupra mediului spațial al Pământului. Aceste fenomene, considerate mult timp relativ stabile, se dovedesc a fi mai complexe și mai variabile decât se credea anterior. Acest progres este, de asemenea, crucial pentru protecția sateliților și a sistemelor de comunicații. Radiațiile intense pot perturba sau chiar deteriora echipamentele electronice de pe orbită, provocând defecțiuni în serviciile esențiale precum GPS-ul, telecomunicațiile sau vremea spațială. O mai bună înțelegere a acestor variații ar face astfel posibilă anticiparea și limitarea acestor riscuri.
Această descoperire are implicații directe pentru misiunile spațiale cu echipaj. Când dincolo de protecția atmosferei Pământului, astronauții sunt deosebit de vulnerabili la radiații. O mai bună înțelegere a formării și persistenței acestor centuri este esențială pentru a asigura siguranța acestora în timpul călătoriilor în spațiu, în special în viitoarele misiuni pe Lună sau Marte. Pe măsură ce Soarele intră într-o fază de activitate ridicată odată cu maximul solar, noi furtuni ar putea provoca apariția altor centuri temporare. Această descoperire evidențiază importanța monitorizării continue a mediului nostru spațial nu numai pentru a preveni riscurile, ci și pentru a ne aprofunda înțelegerea fenomenelor cosmice care influențează Pământul.
