NASA最新數據顯示範艾倫輻射帶像炸圈餅

科技 04-10

傳統的理論認為，范艾倫輻射帶有內外層之分，外帶較大，內帶較小，中間是空白的槽區。美國宇航局范艾倫輻射帶雙子探測器最新數據顯示，電子能量級的不同，內帶、槽區和外帶等三個區域的大小和形狀也各不相同。

在新的模型中，輻射帶的形狀主要由所觀測到的電子能量來決定。當觀測到較低能量的電子時，內帶實際比外帶大；當觀測到高能量電子時，則外帶比內帶大；當觀測到最高能量的電子時，外帶則完全接管內帶，內帶完全消失。

新浪科技訊北京時間4月10日消息，據國外媒體報道，范艾倫輻射帶是環繞地球的高能粒子輻射帶。根據粒子能量的大小，范艾倫輻射帶的大小和形狀也不盡相同。長期以來，科學家們一直在試圖了解每一條輻射帶的形狀和大小，以保證太空軌道飛行器的安全。美國科學家利用美國宇航局最新探測數據繪製了不同范艾倫輻射帶的形狀圖形，這些圖形比科學家此前繪製的圖形更為複雜。科學家新繪製的范艾倫輻射帶，更像是「炸圈餅」，而且輻射帶也會隨著地磁風暴的變化而變大或變小。

在地球的周圍，有兩條「炸圈餅」形狀的輻射帶，距離地球表面大約600英里(約合966公里)。這些輻射帶被稱為「范艾倫輻射帶」。范艾倫輻射帶會隨著太陽輻射的變化而變大或縮小。在早期的模型中，這些輻射帶大概保持不變。「內帶」較小，其邊緣位於真空區，即「槽區」。再向外就是「外帶」，也是兩條輻射中更大、更具動態性的一條，外帶主要由電子構成。

通過對美國宇航局范艾倫輻射帶雙子探測器的最新數據的深入研究，科學家們發現，范艾倫輻射帶並不簡單。該項研究負責人、美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室科學家傑夫-里夫斯介紹說，「輻射帶的形狀取決於你所看到的電子類型，類型不同，輻射帶的形狀也完全不同。處於不同能量級的電子分別分布於不同的區域。」

在新的模型中，輻射帶的形狀主要由所觀測到的電子能量來決定。當觀測到較低能量的電子時，內帶實際比外帶大；當觀測到高能量電子時，則外帶比內帶大；當觀測到最高能量的電子時，外帶則完全接管內帶，內帶完全消失。此外，如果受到地磁風暴的影響，范艾倫輻射帶也經常發生變化。

在地磁風暴過程中，兩條輻射帶之間的空白區域則被低能量電子完全填滿。

NASA最新數據顯示範艾倫輻射帶像炸圈餅

在所測量的最低電子能量級時，輻射帶看起來差異很大。在本圖中，內帶比傳統圖片中的內帶要大得多，其擴展區域長期以來被認為是空白的槽區。

里夫斯解釋說，「當我們觀測更寬範圍能量的電子時，開始看到風暴動態中的某些一致性。不同能量級的電子反應的細節也不同，但也有一些共性的行為。比如，我們發現，在一場地磁風暴後，電子迅速從槽區消失。但是，槽區的位置取決於電子的能量。」當太陽噴射的物質與地球磁場遭遇，所形成的風暴可能增加或帶走輻射帶中的高能電子。在風暴過程中，外帶通常向內擴張，用較低能量的電子填補了「空白區域」，形成一個巨大的輻射帶。在低能量狀態下，槽區向遠離地球的方向施壓，因此內帶比外帶大；在高能量狀態下，則反之。在地磁風暴消失後，這些輻射帶最終回歸正常。

研究人員表示，因為有了范艾倫輻射帶雙子探測器，才有可能取得如此研究成果。范艾倫輻射帶雙子探測器擴寬了科學家獲取數據的來源，從數百萬伏的極高能量電子到數千伏的較低能量電子。里夫斯表示，「以前的儀器一次性只能測量五個或十個能量級。但是，范艾倫輻射帶雙子探測器可以測量數百個。」此前，穿過粒子探測器的質子噪音使得很難測量較低能量的電子運動。不過，新的探測器提供了最新數據，顯示這些電子正在向地球靠近。里夫斯認為，「儘管有質子噪音，范艾倫輻射帶雙子探測器仍然能夠清晰地識別出它正測量的電子的能量級。」通過獲取更為精確的觀測數據，研究人員能夠創建更為準確的范艾倫輻射帶模型以及輻射流模型。(彬彬)

(責編：海聞)

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