地球外輻射帶高能電子消失之謎揭開

　　據美國物理學家組織網1月30日(北京時間)報道，美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)一研究小組利用最近發現的軌道衛星數據，解釋了地球外輻射帶內大量高能電子消失之謎：消失的電子在太陽增強周期活動中，被一股強大的太陽風粒子掃出了行星的勢力范圍。相關論文發表在當天的《自然·物理學》上。

　　地球外輻射帶是一圈充滿高能電子的環形空間區域，電子能量非常高，以接近光速運動。該輻射帶由美國探險者1號衛星于1958年發現，并探測到了高能電子的神秘消失現象。從此，這一問題就一直困擾著天文學家。有人認為，電子是消失在地球大氣中;也有人猜測電子并非永久消失，只不過暫時耗盡了能量而隱去。

　　論文合著者、UCLA地球與空間科學院的尤利·斯普利茲說：“根據我們在2006年的研究，電子可能是在向外運動，在穿過星際介質時不斷減速，消失在行星之間。直到最近，我們才找到確切證據。”

　　關鍵數據由美國航空航天局的THEMIS網絡系統收集，其余信息來自POES(極地軌道環境衛星)和GOES(地球靜止業務環境衛星)兩個氣象衛星小組。研究小組通過衛星數據發現，盡管有少量高能電子確實落入了大氣層，但絕大部分電子是被推出了行星。在太陽活動增強產生磁暴期間，太陽風粒子猛烈地攻擊輻射帶，將其大部分撕裂出去。

　　目前，加州大學洛杉磯分校正在和俄羅斯莫斯科大學合作，計劃將這些消失的電子繪制成更清晰的圖像。預定于2012年春季發射的Lomonosov航天器還將在近地軌道對高能粒子進行精確檢測。

　　該項目領導、UCLA地球與空間科學副研究員朱·特納表示，該研究標志著人們在理解地球空間環境、預測空間天氣現象方面邁進了一大步，對保護全球定位系統衛星、通訊及氣象監測衛星也非常關鍵。高能電子能穿透航天器防護層，破壞其攜帶的精密電子儀器。工程師設計航天器時必須考慮輻射保護，這需要統計數據建立模型以估計高能電子的性質。

　　特納還指出，2013年太陽活動將達到近11年來的頂峰，可能每個月都要發生幾次地磁暴。研究這些高能電子的性質及其極端變化有助于建立更精確模型，預測地磁暴對輻射帶造成的影響。