Wetenschappers hebben vastgesteld dat de natuurlijke verdedigingslinie van de aarde tegen intense ruimtestraling in mei 2024 tijdelijk is gefaald. Door een uitzonderlijk krachtige zonnestorm konden zogenaamde 'killer electrons' binnendringen in zones die tot voor kort als onbereikbaar werden beschouwd. Deze ontdekking zet bestaande theorieën over de stabiliteit van onze magnetische bescherming op hun kop.
De aarde wordt beschermd door de Van Allen-gordels, een complex systeem van geladen deeltjes. Deze gordels bestaan uit een binnenste ring van protonen en een buitenste ring met energierijke elektronen. Lange tijd ging de wetenschappelijke gemeenschap ervan uit dat er een strikte grens bestond die de meest gevaarlijke straling tegenhield. Zo bracht een missie van NASA in 2014 aan het licht dat ultra-relativistische elektronen — deeltjes die bijna met de lichtsnelheid bewegen — tegen een onzichtbare barrière leken te stuiten op ongeveer 11.500 kilometer hoogte. Volgens universetoday.com werd dit schild lange tijd als ondoordringbaar beschouwd.
De situatie veranderde drastisch tijdens de zonnestorm van mei 2024. Deze gebeurtenis was van een zodanige omvang dat poollichten zichtbaar werden in ongebruikelijke gebieden, waaronder Florida en Mexico. De zonnewind bereikte snelheden tot 1.200 kilometer per seconde, wat leidde tot de zwaarste geomagnetische verstoring sinds de bekende Halloween storm van 2003. Deze enorme druk perste het magnetische veld van de aarde samen, wat onverwachte gevolgen had voor de stralingsgordels.
De Japanse Arase-satelliet, die sinds 2017 de magnetosfeer bestudeert, registreerde tijdens deze storm een significante afwijking. Waar de satelliet voorheen altijd vaststelde dat hoogenergetische elektronen buiten de grens bleven, was dit nu niet meer het geval. Zoals beschreven door , bleek het schild plotseling doorlaatbaar voor deze gevaarlijke deeltjes.
In een onderzoek gepubliceerd in Geophysical Research Letters leggen Yoshizumi Miyoshi van de Nagoya Universiteit en zijn team uit hoe dit proces verliep. De data tonen aan dat de concentratie van ultra-relativistische elektronen op bepaalde momenten wel 5.000 keer hoger lag dan het normale niveau. De onderzoekers concluderen dat elektronen in de nabijheid werden versneld tot extreme snelheden door zogenaamde 'chorus waves'. Hierdoor kon de straling van binnenuit het schild doorbreken, waardoor zones die voorheen veilig waren, plotseling werden blootgesteld aan intense energieniveaus. De analyse van deze bewegingen was mogelijk dankzij de methode van 'electron phase space density'.
Deze bevindingen tonen aan dat de bescherming van onze planeet minder statisch is dan men voorheen dacht. De conclusie van is dat extreme zonneactiviteit de fundamentele structuur van de stralingsgordels tijdelijk kan wijzigen. Dit heeft belangrijke implicaties voor de veiligheid van satellieten en astronauten in een baan om de aarde. De dynamiek van de magnetosfeer blijkt complexer te zijn, waarbij externe zonne-invloeden de interne barrières van de aarde kunnen destabiliseren, zoals verder uitgewerkt in de berichtgeving van .