Oluje sa munjama su neki od najspektakularnijih, divljih i najdramatičnijih događaja koje naš svet može da ponudi – ali efekti nisu usmereni samo na površinu Zemlje.
Prema novim istraživanjima, oluje sa munjama mogu da iščupaju visokoenergetske elektrone „ubice“ iz radijacionog pojasa planete i odbace ih u svim pravcima. To je nova veza između Zemljine meteorologije i ‘vremena’ u svemiru oko nas i može nam pomoći da bolje zaštitimo našu svemirsku opremu i ljude koje šaljemo u orbitu.
„Ove čestice su one zastrašujuće ili ono što neki ljudi nazivaju ‘elektronima ubica’“, kaže vazduhoplovni inženjer Maks Fajnland sa Univerziteta Kolorado u Boulderu. „Mogu da prodru u metal na satelitima, da udare u štampane ploče i mogu biti kancerogene ako udare osobu u svemiru.
Van Alenovi pojasevi zračenja koji okružuju našu planetu poput džinovske krofne su proizvod Zemljinog magnetnog polja, koje zadržava naelektrisane čestice vetra koji neprestano duva sa Sunca. Unutrašnji pojas se proteže od 640 do 9.600 kilometara u visini, a spoljni pojas od oko 13.500 do 58.000 kilometara.
Ova zamka je dobra za našu planetu; štiti nas od udarca sunčevog vetra i naelektrisanih čestica koje bismo inače gađali. Ali čestice mogu, i pobegnu. Takozvani elektroni „ubice“ su oni koji imaju toliko energije da se kreću brzinom koja je blizu svetlosti ili relativističkom brzinom.
Pošto imaju toliko energije, zaštita ih ne može sprečiti; mogu da prodru u satelite (a danas ih ima mnogo u niskoj orbiti Zemlje), noseći naelektrisanje koje rizikuje da ošteti elektroniku unutar i skrati životni vek tehnologije. Nekontrolisani elektroni ubice takođe nisu sjajni za ljudsko zdravlje, potencijalno izlažući astronaute opasnim dozama kosmičkog zračenja.
Vredi napomenuti da koristimo elektrone velike brzine i za lečenje raka. Uopšteno gledano, međutim, ove žustre čestice ne prave dobar provod za bilo šta što je povezano sa ljudima na njihovom putu.
Postoje procesi koji mogu da ubrzaju elektrone sa mirnijih nivoa energije, uključujući solarne oluje izazvane bakljima i izbacivanjem koronalne mase koje su tako česte na vrhuncu ciklusa solarne aktivnosti.
Istraživači su otkrili vezu sa munjom analizirajući satelitske podatke za koje se činilo da pokazuju nakupine elektrona visoke energije koji se kreću kroz unutrašnji pojas zračenja. Ovo je bilo iznenađenje: unutrašnji pojas zračenja tradicionalno se smatra prilično stabilnim i dosadnim.
Ali kada je Fajnland detaljnije proučavao arhivske zapise, otkrio je 45 naleta visokoenergetskih elektrona između 1996. i 2006. A neki od ovih talasa mogli bi biti povezani sa udarima groma u Zemljinu atmosferu, koji su se desili manje od sekunde nakon što je munja zabeležena.
Poznato je da grom stvara elektromagnetne talase poznate kao zviždači, koji se javljaju u niskofrekventnom radio opsegu spektra. Prethodna istraživanja sugerišu da talasi zviždača koji se talasaju kroz nestabilnu plazmu radijacionog pojasa mogu da dovedu do toga da se elektroni guraju zajedno, pri čemu elektroni niže energije prenose energiju na elektrone veće energije u lančanoj reakciji koja na kraju može da proizvede relativističke elektrone ubice.
Istraživači veruju da njihova zapažanja odražavaju sličan mehanizam, pri čemu talasi zvižduka proizvode udare elektrona ubica koji odbijaju između polova pre nego što se slegnu.
Nejasno je koliko često se javlja i koji su specifični uslovi potrebni da bi se to pokrenulo. Moguće je da solarna aktivnost igra ulogu, a prethodna istraživanja sugerišu da su gustina plazme i talasna aktivnost takođe važni faktori u stvaranju relativističkih elektrona. Biće potrebno još malo posla da se otkriju različiti faktori u igri u elektronima ubica izazvanim munjom.
Buduća zapažanja i analize će nam pomoći da bolje razumemo prirodu interakcije talasa i čestica u igri.
U međuvremenu, nalazi sugerišu da astronauti možda žele da ostanu bezbedno u zatvorenom prostoru dok je napolju oluja. Ne želite da vas uhvati pljusak elektronske kiše.
