นักวิจัยพบพายุสุริยะปี 2024 เร่งอิเล็กตรอนทะลุกำแพงป้องกันรังสีของโลกจากข้างใน

จำพายุสุริยะเดือนพฤษภาคม 2024 ที่ทำให้เกิดแสงเหนือไปไกลถึงฟลอริดากับเม็กซิโกได้ไหมครับ ล่าสุดทีมวิจัยจาก Nagoya University นำโดย Yoshizumi Miyoshi ตีพิมพ์งานวิจัยในวารสาร Geophysical Research Letters ว่าพายุครั้งนั้นเร่งอิเล็กตรอนบางส่วนให้เร็วจัดจนถึงระดับใกล้แสง ผ่านปรากฏการณ์ที่เรียกว่า chorus wave

เรื่องนี้น่าสนใจเพราะโลกมีแถบป้องกันรังสีชื่อ Van Allen belts ซึ่งปี 2014 ยาน Van Allen Probe ของ NASA เคยพบกำแพงกั้นอยู่ที่ความสูงราว 11,500 กิโลเมตรจากพื้นโลก กันอิเล็กตรอนพลังงานสูงแบบ killer electrons ไม่ให้เข้าใกล้โลก นักวิทยาศาสตร์เชื่อมาตลอดว่ากำแพงนี้แข็งแรงจนเจาะไม่ได้

แต่ดาวเทียม Arase ของญี่ปุ่นที่บินสำรวจแมกนีโตสเฟียร์โลกมาตั้งแต่ปี 2017 กลับจับสัญญาณผิดปกติได้ในพายุครั้งนั้น ตอนนั้นลมสุริยะพัดเร็วถึง 1,200 กิโลเมตรต่อวินาที บีบสนามแม่เหล็กโลกจนเกิดการรบกวนรุนแรงที่สุดนับตั้งแต่พายุ Halloween ปี 2003 และ Arase วัดอิเล็กตรอนความเร็วสูงได้สูงถึง 5,000 เท่าของระดับปกติ

ทีมวิจัยใช้วิธีวิเคราะห์ที่เรียกว่า electron phase space density แล้วพบว่าอิเล็กตรอนไม่ได้มาจากนอกกำแพง แต่ถูกเร่งความเร็วตรงจุดที่กำแพงเคยอยู่เลย สาเหตุคือพายุไปบีบ plasmasphere ที่เคยดูดซับคลื่นไฟฟ้าแม่เหล็กให้หดเข้าใกล้โลก เกิดช่องว่างให้ chorus wave เร่งพลังงานอิเล็กตรอนธรรมดาให้พุ่งขึ้นถึงระดับหลาย MeV ได้

ผลกระทบนี้อยู่นานหลายเดือน จนพายุสุริยะอีกรอบในเดือนตุลาคม 2024 เปลี่ยนสภาพสนามแม่เหล็กไปอีกครั้ง ทีมวิจัยมองว่านี่คือสัญญาณเตือนอันตรายรังสีอวกาศรูปแบบใหม่ ที่เกิดจากปลอกพลาสมาป้องกันของโลกเองถอยร่น ไม่ใช่จากการระเบิดของดวงอาทิตย์โดยตรง ซึ่งในอนาคตอาจต้องเพิ่มการป้องกันให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และสิ่งมีชีวิตที่ต้องเดินทางผ่านบริเวณนี้