專家建模解釋第三條范艾倫輻射帶

　　當我們試圖將手探到更深遠的宇宙空間時，地球周邊這點事我們是否已能很好的駕馭?顯然仍需努力。據9月22日發表在《自然—物理學》雜志上的一篇論文，加州大學洛杉磯分校的空間研究專家報告稱，已成功建模并解釋了地球周邊第三條范艾倫輻射帶的行為，其被前所未有極端高能的粒子所充斥，和常規范艾倫輻射帶相比，這條輻射帶正被非同尋常的物理原理“驅動”著。

　　范艾倫輻射帶由被地球磁場捕獲的帶電粒子構成，是環繞地球的高能輻射帶，經常因太陽風暴和其他空間天氣事件而劇烈膨脹，給衛星通訊、GPS定位系統和宇航員的人身安全造成嚴重威脅。一直以來，科學家們都相信我們地球附近只存在兩個范艾倫輻射帶，但在今年2月，一項新發現推翻了該認知——第三個迄今才觀測到的范艾倫輻射帶出現在人們面前，其中還含有致命的高能粒子。

　　在此次最新研究中，美國加州大學洛杉磯分校等機構的科學家得出結論，第三條范艾倫輻射帶中的顆粒為“超相對論性電子”(ultra-relativistic electrons)，充斥在地球表面上方約1000至50000公里范圍內，其“精力充沛”且非常危險，可以穿透衛星的屏蔽和保護，毀了人類最有價值的太空設備。

　　據美國每日科學網轉述研究小組成員亞當·凱勒曼的描述，這種高能粒子速度非常接近光速，“活動”時能量是“休息”時的數倍。研究人員截取了一段時間內輻射帶的表現，利用超相對論電子束的原理和空間天氣條件地面監測站進行模擬。已出爐的結果顯示了這些高能量粒子不同尋常的物理進程，究竟是如何影響輻射帶中的電子加速及損失的，同時也解釋了這種奇特卻長期存在的環帶是如何形成的。該研究結果一個最及時的用處，就是有助于保護衛星免受太空中的有害輻射。

　　范艾倫輻射帶雖然看似有著類似于甜甜圈一樣的“無害”形狀，仿佛環繞著地球的巨大同心圓。但其實對衛星和航天器均能構成嚴重威脅，它們就是自然界的“粒子加速器”，與之相比，高能的歐洲大型強子對撞機(LHC)也不得不俯首稱臣。加深對它們——尤其是新出現的第三條輻射帶的認識，將對研究地球空間氣象、太陽變化對地球影響，以及航天事業的安全等具有極為重要的意義。目前在對其研究方面，美國依然走在最前面，此前第三個范艾倫輻射帶的發現，就歸功于 NASA兩顆攜帶了電子質子望遠鏡的探測衛星。