Kur bie rrufeja, elektronët fillojnë të bien. Në një studim të ri, studiuesit në Universitetin e Kolorados në Boulder, të udhëhequr nga një student i ciklit të parë, kanë zbuluar një lidhje të re midis motit në Tokë dhe motit hapësinor. Ekipi përdori të dhëna nga satelitët për të zbuluar se stuhitë me rrufe në planetin tonë mund të çlirojnë elektronë me energji shumë të lartë, ose “elektronë ekstra të nxehtë”, nga brezi i brendshëm i rrezatimit—një rajon i hapësirës i mbështjellë me grimca të ngarkuara që rrethojnë Tokën si një tub i brendshëm.
Rezultatet e ekipit mund të ndihmojnë satelitët dhe madje edhe astronautët të shmangin rrezatimin e rrezikshëm në hapësirë. Ky është një lloj “shiu” që nuk dëshiron të të zërë, tha autori kryesor dhe studenti i ciklit të parë Max Feinland.
“Këto grimca janë të frikshme ose siç i quajnë disa njerëz, ‘elektronët vrasës’,” tha Feinland, i cili mori diplomën bachelor në shkencat e inxhinierisë ajrore dhe hapësinore në CU Boulder në pranverën e vitit 2024. “Ato mund të depërtojnë në metalin e satelitëve, të godasin bordet e qarqeve dhe mund të jenë kancerogjene nëse godasin një person në hapësirë.”
Studimi u publikua më 8 tetor në revistën *Nature Communications*.
Gjetjet hedhin një vështrim drejt brezave të rrezatimit, të cilat gjenerohen nga fusha magnetike e Tokës. Lauren Blum, një bashkëautore e studimit dhe asistente profesore në Laboratorin për Fizikën Atmosferike dhe Hapësinore (LASP) në CU Boulder, shpjegoi se dy prej këtyre rajoneve rrethojnë planetin tonë: Ndërsa ato ndryshojnë shumë gjatë kohës, brezi i brendshëm zakonisht fillon më shumë se 600 milje mbi sipërfaqe. Brezi i jashtëm fillon rreth 12,000 milje larg Tokës. Këto ‘dyshekë’ që notojnë në hapësirë bllokojnë grimcat e ngarkuara që vijnë drejt planetit tonë nga dielli, duke formuar një lloj barriere midis atmosferës së Tokës dhe pjesës tjetër të sistemit diellor.
Por ato nuk janë saktësisht të padepërtueshme. Shkencëtarët, për shembull, prej kohësh e kanë ditur se elektronët me energji të lartë mund të bien drejt Tokës nga brezi i jashtëm i rrezatimit. Blum dhe kolegët e saj, megjithatë, janë të parët që vërejnë një shi të ngjashëm që vjen nga brezi i brendshëm.
Me fjalë të tjera, Toka dhe hapësira mund të mos jenë aq të ndara sa duken.
“Moti hapësinor drejtohet vërtet nga të dyja, nga sipër dhe nga poshtë,” tha Blum.
Rrufe nga qielli
Është një dëshmi e fuqisë së rrufesë.
Kur një rrufe godet qiellin në Tokë, ajo shpërthim energjie mund të dërgojë gjithashtu valë radioje thellë në hapësirë. Nëse ato valë godasin elektronët në brezat e rrezatimit, ato mund t’i shpërndajnë ato—pak si kur tund ombrellën tuaj për të hequr ujin. Në disa raste, kjo “reshje elektronesh e shkaktuar nga rrufeja” mund të ndikojë madje në përbërjen kimike të atmosferës së Tokës.
Deri më sot, studiuesit kishin mbledhur vetëm matje të drejtpërdrejta të elektroneve me energji më të ulët, ose “më të ftohta”, që binin nga brezi i brendshëm i rrezatimit.
“Zakonisht, brezi i brendshëm konsiderohet si një zonë e mërzitshme,” tha Blum. “Është i qëndrueshëm. Është gjithmonë aty.”
Vizualizimi i brezave të rrezatimit që rrethojnë Tokën. Kredia: NASA
Zbulimi i ri i ekipit erdhi pothuajse aksidentalisht. Feinland po analizonte të dhëna nga sateliti tashmë i çmontuar i NASA-s Solar, Anomalous, and Magnetospheric Particle Explorer (SAMPEX), kur ai pa diçka të çuditshme: grupe të elektronëve që dukeshin se po lëviznin me energji të lartë përmes brezit të brendshëm.
“I tregova Lauren disa nga rastet e mia, dhe ajo tha, ‘Këta nuk duhet të jenë këtu,'” tha Feinland. “Disa studime sugjerojnë se nuk ka fare elektrone me energji të lartë në brezin e brendshëm.”
Ekipi vendosi të hetonte më thellë.
Në total, Feinland numëroi 45 shpërthime të elektroneve me energji të lartë në brezin e brendshëm nga viti 1996 deri në 2006. Ai i krahasoi ato ngjarje me të dhënat e goditjeve të rrufesë në Amerikën e Veriut. Dhe siç pritej, disa nga këto rritje të elektroneve dukeshin se ndodhnin më pak se një sekondë pas goditjeve të rrufesë në tokë.
Pinball elektronike
Ja se çfarë mendon ekipi se po ndodh: Pas një goditjeje rrufeje, valët radio nga Toka nisin një lloj loje të çmendur pinball në hapësirë. Ato godasin elektronët në brezin e brendshëm, të cilët më pas fillojnë të kërcejnë mes hemisferës veriore dhe jugore të Tokës—duke shkuar përpara dhe prapa në vetëm 0.2 sekonda.
Dhe sa herë që elektronët kërcejnë, disa prej tyre dalin nga brezi dhe hyjnë në atmosferën tonë.
“Ju keni një grup të madh elektronësh që kërcejnë, dhe më pas kthehen dhe kërcejnë sërish,” tha Blum. “Do të shihni këtë sinjal fillestar, dhe ai do të zhduket.”
Blum nuk është e sigurt se sa shpesh ndodhin ngjarje të tilla. Ato mund të ndodhin kryesisht gjatë periudhave të aktivitetit të lartë diellor, kur dielli nxjerr shumë elektrone me energji të lartë, duke furnizuar brezin e brendshëm me këto grimca.
Studiuesit duan të kuptojnë më mirë këto ngjarje në mënyrë që të mund të parashikojnë kur ka të ngjarë të ndodhin, potencialisht duke ndihmuar në mbajtjen e njerëzve dhe pajisjeve elektronike në orbitë të sigurta.
Feinland, për pjesën e tij, është mirënjohës për mundësinë që të studiojë këto stuhi të mrekullueshme.
“Unë as nuk e kuptoja se sa më pëlqente kërkimi derisa pata mundësinë ta bëja këtë projekt,” tha ai.
Bashkëautorë të tjerë të studimit të ri përfshinin Robert Marshall, profesor i asociuar në Departamentin e Shkencave të Inxhinierisë Ajrore dhe Hapësinore të Ann dhe H.J. Smead në CU Boulder, Longzhi Gan nga Universiteti i Bostonit, Mykhaylo Shumko nga Laboratori i Aplikuar i Universitetit Johns Hopkins dhe Mark Looper nga Korporata Hapësinore.
