Fulgerele pot trimite electroni „ucigași” în spațiu, aproape cu viteza luminii

Furtunile cu fulgere sunt, fără îndoială, un spectacol natural fascinant, dar impactul acestora depășește limita atmosferei și ajunge mult mai sus, în jurul Pământului și chiar în spațiu. Recent, cercetările au arătat că fulgerele nu doar că afectează imediat mediul terestru, ci au un efect mult mai vast, trimițând electroni de mare energie în centura de radiații a planetei noastre și chiar în spațiu. Acești electroni, denumiți „electroni ucigași”, se deplasează cu o viteză apropiată de cea a luminii și sunt capabili să penetreze sateliții și să afecteze echipamentele electronice aflate pe orbită, dar pot reprezenta și un risc grav pentru astronauți, fiind periculoși pentru sănătatea umană. Max Feinland, inginer aerospațial la Universitatea din Colorado, Boulder, care face parte din echipa de cercetători, subliniază faptul că acești electroni de mare energie sunt unele dintre cele mai periculoase particule care pot fi accelerate în atmosferă. „Aceste particule sunt cele înfricoșătoare sau ceea ce unii oameni numesc electroni ucigași. Ele pot penetra metalul de pe sateliți, pot lovi plăcile de circuit și pot fi cancerigene dacă lovesc o persoană în spațiu”, spune Feinland. Cercetătorii au observat, cu ajutorul datelor satelitare, că electronii cu energie înaltă se formează în urma interacțiunii fulgerelor din atmosferă cu centura de radiații a Pământului, ceea ce a dus la descoperirea unei legături strânse între vremea terestră și fenomenologia din jurul planetei. Centurile de radiații Van Allen, care înconjoară Pământul ca o „gogoașă” gigantică, sunt un produs direct al câmpului magnetic al planetei. Aceste centuri captează particule încărcate care provin de la vântul solar și le mențin într-un echilibru constant. Astfel, aceste regiuni joacă un rol crucial în protejarea Pământului de radiațiile dăunătoare din spațiu, dar pot deveni și o capcană pentru electroni care, la un moment dat, pot părăsi aceste centuri și pot ajunge în spațiu. Se știa că aceste particule capturate sunt destul de stabile, dar cercetările recente au demonstrat că fulgerele pot modifica acest echilibru, accelerând electronii și trimițându-i într-o direcție necunoscută până acum. Electronii cu energie înaltă sau „electronii ucigași” sunt particule care se mișcă cu o viteză relativistă, apropiindu-se de viteza luminii. Din cauza energiei lor uriașe, aceste particule pot pătrunde cu ușurință în structuri metalice ale sateliților și pot deteriora componentele electronice, afectând astfel funcționarea acestora și diminuând durata de viață a echipamentelor. De asemenea, expunerea la acești electroni poate reprezenta un pericol pentru astronauți, deoarece radiațiile cosmice de înaltă energie pot avea efecte grave asupra sănătății umane, inclusiv riscuri de cancer. În mod surprinzător, cercetările au arătat că fulgerele nu doar că generează unde electromagnetice în atmosfera terestră, ci și o interacțiune complexă între aceste unde și particulele din centura de radiații. „În mod tradițional, centura internă de radiații a fost considerată destul de stabilă și statică. Nu am fi crezut că fulgerele ar putea să accelereze electronii din această regiune și să-i trimită în spațiu”, a declarat Feinland. Totuși, analizele detaliate ale datelor satelitare au oferit dovezi clare ale unor aglomerări de electroni de înaltă energie care au fost eliberate din centura de radiații la scurt timp după producerea unor fulgere terestre. Aceste observații surprinzătoare au revelat o legătură directă între fenomenul meteorologic de pe Pământ și comportamentul particulelor din jurul planetei noastre. Fenomenul prin care electronii de energie mai joasă sunt accelerați la nivele extrem de mari este acum mai bine înțeles. Fulgerul generează unde electromagnetice care sunt cunoscute sub numele de „unde whistler”, undele respective fiind emise în gama de frecvență joasă a spectrului radio. Aceste unde pot interacționa cu plasma din centura de radiații și pot provoca un transfer de energie între electronii cu energie mai scăzută și cei cu energie mult mai mare. În final, acest proces conduce la formarea de electroni relativistici care pot călători prin spațiu la viteze apropiate de cea a luminii. Aceasta este o descoperire semnificativă, deoarece până acum nu se știa că fulgerele pot influența atât de puternic particulele aflate în centura de radiații. Acest fenomen nu este doar o curiozitate științifică, ci are implicații importante pentru securitatea sateliților și pentru protecția astronauților care călătoresc în spațiu. Acum că cercetătorii au observat acest proces, devine clar că fulgerele pot provoca modificări semnificative în mediul din jurul Pământului, trimițând particule de înaltă energie în spațiu. Deși electronii „ucigași” nu sunt o descoperire complet nouă, faptul că aceștia pot fi accelerați de evenimente atmosferice precum fulgerele adaugă o dimensiune complet neașteptată acestui fenomen. Feinland și echipa sa au identificat 45 de valuri de electroni relativistici înregistrate între 1996 și 2006. Unele dintre aceste valuri par să fi fost legate de fulgerele care au avut loc în atmosferă la mai puțin de o secundă după declanșarea unui fulger. Aceste date sugerează că fulgerele pot influența cu adevărat centura de radiații și pot accelera electronii într-un mod în care nu se anticipa până acum. Totuși, nu este clar în ce condiții specifice acest fenomen se produce și cât de frecvent se întâmplă. Cercetările ulterioare vor trebui să identifice toți factorii care contribuie la accelerarea electronilor, inclusiv influența activității solare, care poate juca un rol esențial în acest proces. Studiile recente despre interacțiunea dintre fulgere și centura de radiații a Pământului pot duce la noi tehnici de protecție pentru sateliți și astronauți. Înțelegerea detaliată a mecanismului prin care electronii ucigași sunt accelerați și eliberați în spațiu va contribui la dezvoltarea unor soluții pentru protejarea echipamentelor spațiale și pentru prevenirea riscurilor legate de expunerea la radiații în misiunile spațiale. Totodată, aceasta va ajuta cercetătorii să prevadă mai bine cum fenomenele meteorologice de pe Pământ pot influența condițiile din spațiu și să ofere soluții pentru a le face față într-un mod mai eficient.