加拿大科学家研究发现第三条范艾伦辐射带由“太空海啸”造成

6月22日消息,据英国《每日邮报》报道,范艾伦辐射带也被称之为“杀手电子带”(killer electrons),是一条围绕着地球的环形高能粒子辐射带。当遇到太阳风暴亦或是其它太空气象时,它往往会极具膨胀,对通讯交流和GPS卫星,甚至是在太空中工作的宇航员造成严重的威胁。

日前,一群来自加拿大阿尔伯塔大学的科学家相信他们已经弄清楚了第三条范艾伦辐射带的成因了。

“太壮观了,我们观察到了一些巨大的等离子体波,它们看起来非常像是一场发生在太空中的海啸,它们搅动着周围的辐射带,非常快速地冲刷走外围辐射,这很好地解释了神秘的第三条范艾伦辐射带的结构。” 阿尔伯塔大学的物理学专家,这项研究的带头人伊恩·曼(Ian Mann)这样说道。

研究者们发现,低频等离子体波会穿过辐射带的外圈,进入到同地球之间的空间区域,形成了第三条范艾伦辐射带。

在地球的周围一直存在着我们肉眼无法瞧见的电磁场,它保护我们免受太阳风的严峻打击,并创造出美轮美奂的极光现象。

但太阳风来势凶猛时,这一极端太空气象风暴就会在范艾伦辐射带创造出一场强烈的辐射,并催生出能破坏地球电网系统的电流。

此前,科学家们一直认为地球外只有两条范艾伦辐射带,但在2013年的时候,粒子检测设备在两条范艾伦辐射带外通过探测发现,揭晓了第三条范艾伦辐射带的存在。

扩展阅读:

范艾伦辐射带是在地球附近的近层宇宙空间中包围着地球的大量带电粒子聚集而成的轮胎状辐射层,由美国物理学家詹姆斯·范·艾伦发现并以他的名字命名。范艾伦带粒子的主要来源是被地球磁场俘获之太阳风粒子,这些带电粒子在范艾伦带两转折点间来回运动。当太阳发生磁暴时,地球磁层受扰动变形,而局限在范艾伦带的高能带电粒子大量泄出,并随磁力线于地球的极区进入大气层,激发空气分子产生美丽的极光。范艾伦辐射带分为内外两层,内外层之间存在范艾伦带缝,缝中辐射很少。

首次发现:

1958年1月31日,美国第一颗人造卫星探险者一号升空,当升至800千米高空时,卫星上所载盖革计数器读数突然下降至0.到1958年3月26日探险者三号升空时,又发生了同样的情况。范艾伦认为,这是因为存在极大量的辐射导致计数器达到饱和而失灵造成的。因此,同年7月26日发射探险者四号时,他在计数器前端加入一小片薄铅以阻挡部分辐射。果然,新的卫星证实了他的猜测。

影响:

20世纪初,挪威空间物理学家斯托默就从理论上证明,地球周围存在一个带电粒子捕获区。它是由地球磁场俘获太阳风中的带电粒子所形成的。一般来说,内辐射带里高能质子多,外辐射带里高能电子多。辐射带对保护地球起着很好的作用,它能俘获从太阳和其他天体向地球射来的高能粒子,使它们不能到达地面,从而避免了高能粒子对人类和其他生物的致命威胁。另一方面,由于辐射带里的高能粒子会对人类身体造成巨大伤害,因此,它又是人类进行星际转移的巨大障碍。

2012年8月,NASA发射了一对范艾伦探测器,同时从不同位置和角度对辐射带进行观测。观测结果认为范艾伦辐射带负责加速粒子,而不是收集来自其他地方的高能粒子。

影响哈伯望远镜的观测,因为哈伯处在相对高的轨道,离地559公里来运行。因此,当哈伯通过南大西洋上空时必须暂时关闭观测。因为范艾伦幅射带刚好在这里碰触到地球的上层大气,如果开启观测的话,可能会损坏哈伯的观测元件。


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2016-06-22
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