Největší sluneční bouře (2024) vytvořila okolo Země dva nové dočasné energetické pásy

Podle Mary Johnson-Groh Goddardové, Středisko vesmírných letů NASA, Greenbelt, Md. NASA

Energetické částice, které se nacházejí v těchto pásech, můžou poškodit nejen kosmické lodě, ale ohrozit i astronauty, kteří jimi procházejí. A i když k největším slunečním bouřím dochází na vrcholu 11letého cyklu, vědci s nimi musejí pracovat, protože při takové erupci dochází k prudkým výbuchům ve sluneční atmosféře s energií srovnatelnou s miliardou megatun TNT, která se běžně pohybuje okolo 1 milionu kilometrů v hodině.

Největší zaznamenanou sluneční bouří za posledních dvacet let, zasáhla Zemi v květnu 2024. Částice ze Slunce otřásaly planetou, když vysokoenergeticky nabité částice, které přicházely směrem k Zemi jako vlna za vlnou. Oblohu pohltily nádherné polární záře.

Překvapením bylo, když vědci zjistili, že tato sluneční bouře vytvořila okolo Země dva nové, i když pouze dočasné, pásy energetických částic.

Nové pásy se vytvořily mezi „původními“ Van Allenovými pásy, které Zemi obklopují trvale. Tyto permanentní pásy složené ze směsi vysokoenergetických elektronů a protonů ve tvaru prstenců, jsou vysoko nad zemským rovníkem trvale zachycené na svém místě magnetickým polem Země. Sluneční bouře z května 2024 vytvořila dva další radiační pásy, vložené mezi dva stálé Van Allenovy pásy. Jeden z nových pásů, znázorněný na obrázku fialovou barvou, obsahoval populaci protonů, což mu dávalo jedinečné složení, jaké tu ještě nebylo.

Dočasné pásy byly detekované v důsledku velkých slunečních bouří již dříve. Ale zatímco předchozí pásy byly složené převážně z elektronů, nejvnitřnější ze dvou nových pásů také obsahoval energetické protony. Nově vytvořené pásy navíc vydržely mnohem déle než ty předchozí. Zatímco minulé vydržely kolem čtyř týdnů, nový pás složený primárně z elektronů vydržel více než tři měsíce.

Druhý pás, který také obsahoval protony, vydržel mnohem déle než elektronový pás, protože byl ve stabilnější oblasti, který je méně náchylný k fyzikálním procesům, které můžou částice vyrazit z oběžné dráhy. Takže je tam tento pás pravděpodobně dodnes.

Jak dlouho se pásy udrží, závisí na procházejících slunečních bouřích. Velké bouře mohou poskytnout energii k vyražení částic, které se nacházejí v těchto pásech, z jejich oběžných drah a poslat je spirálovitě do vesmíru, nebo dolů na Zemi. Jedna taková bouře, ke které došlo na konci června, výrazně zmenšila velikost nového elektronového pásu a další bouře, ke které došlo v srpnu, téměř vymazala jeho zbytek, i když malá část těchto vysokoenergetických elektronů přečkala a vydržela na svém místě.

CubeSat, který po roce stráveném ve vesmíru zažil podivnou anomálii, způsobila, že 15. dubna 2024 nečekaně ztichl. Vědci byli zklamaní, že nemůžou pozorovat květnovou sluneční bouři, ale mohli se spolehnout na to, že nějaká předběžná data o elektronovém pásu poskytne jiná kosmická loď. Pak ale, přesně o měsíc později, 15. června, byli vědci mile překvapeni, že satelit nečekaně ožil a dál pokračoval ve svém měření. Následně poskytl informace ve vysokém rozlišení, které nebylo možné získat žádným jiným přístrojem.

Jakmile se měření obnovilo, vědci viděli nový elektronový pás, který nebyl viditelný z žádných jiných kosmických lodí. Nebýt CubeSatu, který měří účinky sluneční bouře přímo na oběžné dráze, nebyla by příležitost změřit účinky tak velké události.

Silná květnová sluneční bouře ale také zvýšila atmosférický odpor, který CubeSat v říjnu 2024 předčasně, doslova vymrštil, z jeho oběžné dráhy. Podle údajů, které tento malinkatý přístroj poskytl, to však stálo za to.

Vědecká studie byla publikovaná v Geophysical Research: Space Physics