神秘双层辐射带2012年9月曾环绕地球

2013-03-04 10:09  来源:新华国际

  【英国《新科学家》周刊网站2月28日报道】题:神秘辐射带短暂环绕地球

  2012年9月你在忙什么?地球周围的带电粒子可没有闲着。一条前所未见、多数人不曾听说过的辐射带差不多整个9月都环绕在我们生活的地球周围,后来一股强烈的星际冲击波把它摧毁了。

  我们已经知道有两条带电粒子辐射带长期环绕着地球,即“范艾伦辐射带”。美国航天局2012年8月发射的两颗范艾伦探测器又发现了一条位置居中的辐射带。这意味着,这些困扰了科学家50多年的辐射带远比我们想象中神秘。弄清这第三条辐射带的成因将有助于保护航天器免受辐射粒子的伤害。

  被地球磁场俘获的带电粒子在地球磁层中两个不同的区域聚集,形成内外两层辐射带。内层辐射带距离地球约1600公里到1.29万公里,状态相对稳定。而形成于1.9万公里至4万公里高空的外层辐射带却极不平静。每时每刻其中的电子都会加速到接近光速的速度,辐射带也会增大到平常的100倍。

  没人能确定是什么导致了这些“加速现象”,不过,它似乎与太阳活动和地球磁场间的相互作用有一定关联。

  博尔德科罗拉多大学的丹·贝克说:“这便是发射那两颗探测器要搞清楚的主要问题之一。这个就在我们头上几千英里高空的宇宙加速器是如何让电子加速,形成如此惊人的高能量的?”

  在范艾伦探测器于2012年9月1日开始收集数据的同时,这样一起神秘事件已经悄然拉开帷幕。贝克说:“电影开场了我们才入座。”但他又说,“但我们看到的第一幕与我们预想的如出一辙:两条彼此分离的辐射带。”

  一天后,情况改变了。研究小组惊讶地发现,内外两条辐射带之间又形成了一条新的辐射带。贝克说:“我们亲眼目睹了它的形成。”这条新出现的中间辐射带相对较窄,其中的电子能量在4兆电子伏到7.5兆电子伏之间,与加速状态下的外层范艾伦辐射带大致相当。相比变化无常的外层辐射带,这条中间辐射带在近4周中几乎“纹丝不动”。后来在10月1日,一股很可能与太阳爆发有关的冲击波不到一个小时便将其摧毁了。

  贝克说,尚不清楚中间辐射带从何而来,但很可能与加速现象有关。电子可能是飞出了外层辐射带,流向地球,又被困在了半路上,或者它们也可能是在近地空间获得了能量,又向更高的空间喷射。

  加州大学洛杉矶分校的尤里·施普里茨说,弄清其成因对保护航天器的安全具有重要意义。

  施普里茨说,去年9月期间,没有一起具体的航天器故障可认为与这条新辐射带直接相关。但卫星运行人员想要知道,这种辐射带是否稀松平常,以及是否会增加危险。

  贝克表示,目前尚未发现有其他像这样“生命短暂”的辐射带,所以回答这些问题为时过早。

责任编辑: 张岩
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