برق‌های زمین الکترون‌های قاتل را به بازی ترسناک در فضا می‌فرستد
زمین توسط منطقه‌ای نامرئی و ترسناک به نام کمربند تابشی داخلی احاطه شده است. در این منطقه، میدان مغناطیسی سیاره ما الکترون‌ها و پروتون‌های پرانرژی زیادی را به دام می‌اندازد. این ذرات توسط خورشید و پرتوهای کیهانی از سایر کهکشان‌ها منتشر می‌شوند.
کمربند تابشی داخلی این ذرات پرانرژی را هنگامی که آن‌ها برای ورود به جو زمین تلاش می‌کنند، گیر می‌اندازد و مانع از آسیب رسیدن به حیات در سیاره‌مان می‌شود. با این حال، یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که امواج رادیویی حاصل از صاعقه‌های زمین می‌توانند الکترون‌های پرانرژی را از کمربند تابش داخلی خارج کنند.
این الکترون‌های خارج‌شده نمی‌توانند وارد زمین شوند اما می‌توانند تابش مضر ایجاد کنند که تهدیدی جدی برای ماهواره‌ها و فضانوردان است.
«این ذرات، همان‌هایی هستند که مردم به آن‌ها الکترون های قاتل می‌گویند. آن‌ها می‌توانند به فلز ماهواره‌ها نفوذ کرده و به صفحه‌های مدار آن‌ها ضربه بزنند و اگر شخصی در فضا با آن‌ها برخورد کند، می‌توانند سرطان‌زا باشند.»، مکس فین لند، نویسنده اصلی مطالعه و دانشجوی دانشگاه کلرادو بولدر (CU Boulder)، بیان کرد .
الکترون‌های پرانرژی می‌توانند از کمربند داخلی فرار کنند
نویسندگان مطالعه در حال مطالعه داده‌های ماهواره Solar, Anomalous, and Magnetospheric Particle Explorer ( SAMPEX ) بودند، ماهواره‌ای از ناسا که مأموریت خود را در سال 2004 به پایان رساند اما تا سال 2012 به کار خود ادامه داد.
در طول مطالعه‌شان، به‌طور تصادفی رویدادهای غیرمعمولی را مشاهده کردند که نشان می‌داد الکترون‌های پرانرژی از کمربند داخلی تابش خارج می‌شوند . «من به لورن برخی از رویدادهایم را نشان دادم و او گفت که این‌ها نباید اینجا باشند.» فاین لند گفت.
کمربند تابش داخلی در ارتفاع 370 تا 3,700 مایل بالاتر از سطح زمین قرار دارد. تا کنون، دانشمندان فقط از سقوط الکترون‌های پرانرژی از کمربند تابش خارجی، منطقه‌ای که در فاصله (12000 مایل و بیشتر) بالای کمربند داخلی وجود دارد، آگاهی داشتند.
تنها الکترون‌های انرژی پایین یا «سردتر» گزارش شده بود که از کمربند تابش داخلی سقوط می‌کنند. با این حال، رویدادهای مشاهده شده توسط محققین نشان داد که الکترون‌های پرانرژی نیز می‌توانند از کمربند داخلی فرار کنند.
آن‌ها 45 رویداد مشابه را در مجموع بین سال‌های 1996 و 2006 شناسایی کردند. این موضوع آن‌ها را شگفت‌زده کرد و اکنون می‌خواستند بدانند چه چیزی واقعاً باعث خروج الکترون‌ها از کمربند شده است. بنابراین آن‌ها به بررسی بیشتر داده‌های ماهواره پرداختند و کشف کردند که این رویدادها با صاعقه‌های شمال آمریکا ارتباط دارند.
یافته‌های ما نشان می‌دهد، «پس از یک صاعقه، امواج رادیویی از زمین یک بازی پیچیده پین‌بال در فضا راه می‌اندازند. آن‌ها به الکترون‌های کمربند داخلی ضربه می‌زنند که سپس شروع به پریدن بین نیمکره شمالی و جنوبی زمین می‌کنند—در 0.2 ثانیه رفت و برگشت می‌کنند.»
«شما یک توده بزرگ از الکترون‌ها دارید که می‌پرد و سپس برمی‌گردد و دوباره می‌پرد. شما این سیگنال ابتدایی را می‌بینید و آن فروکش می‌کند.» لورن بلوم، نویسنده مشترک مطالعه و استاد دانشگاه CU Boulder، اضافه کرد.
این کشف می‌تواند ماهواره‌ها و فضانوردان را نجات دهد
برای اولین بار، دانشمندان مدرکی یافتند که نشان می‌دهد تابش مضر حاوی توده‌های الکترون‌های فوق‌العاده داغ می‌تواند از کمربند داخلی خارج شود. «به‌طور معمول، کمربند داخلی به نوعی خسته‌کننده به نظر می‌رسد.» بلوم گفت.
با این حال، این یافته‌ها نشان می‌دهند که همیشه این‌طور نیست. همچنین، از آنجایی که رخ‌داد چنین رویدادهای الکترون پرانرژی قبلاً ناشناخته بود، «نتایج ما می‌تواند به ماهواره‌ها و حتی فضانوردان کمک کند تا از تابش‌های خطرناک در فضا جلوگیری کنند.» فاین لند گفت.
علاوه بر این، همچنین نشان می‌دهد که آب‌وهوای فضایی ، یعنی شرایط فضایی پیرامون زمین، تنها نتیجه آنچه خارج از سیاره‌مان اتفاق می‌افتد نیست، بلکه از آنچه در داخل آن نیز رخ می‌دهد تاثیر می‌گیرد.
امیدواریم که تحقیقات بیشتری بینش‌های بیشتری در مورد الکترون‌های پرانرژی کمربند داخلی فراهم کند و به دانشمندان اجازه دهد رفتار آن‌ها را به‌دقت پیش‌بینی کنند.
این مطالعه در مجله Nature Communications منتشر شده است.
