北京時(shí)間8月7日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，在對(duì)太空中的帶電粒子進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了環(huán)繞地球的“粒子颶風(fēng)”。這些高能帶電粒子是所謂的范艾倫輻射帶的一部分。范艾倫輻射帶由地球磁場(chǎng)俘獲的帶電粒子構(gòu)成，形成兩個(gè)環(huán)繞地球的同心環(huán)。
自1958年首次發(fā)現(xiàn)范艾倫輻射帶以來(lái)，天文學(xué)家一直在追蹤粒子的這種超級(jí)加速度的源頭。由于高能粒子的驚人加速度，如果衛(wèi)星要在輻射帶內(nèi)逗留很長(zhǎng)時(shí)間，就不得不安裝防護(hù)盾以保護(hù)敏感組件。美國(guó)宇航局的兩顆太空探測(cè)器獲取的數(shù)據(jù)顯示，這些粒子可能因局部加速效應(yīng)增加動(dòng)力，整個(gè)過(guò)程與地球溫暖海水蒸發(fā)驅(qū)動(dòng)颶風(fēng)類(lèi)似。
這一理論可以解釋范艾倫輻射帶為何會(huì)改變形狀，因?yàn)榱Ｗ訑?shù)量在不同條件下增多或者減少。太空學(xué)家認(rèn)為這是一項(xiàng)非常重要的發(fā)現(xiàn)，原因就在于可用于解釋環(huán)繞土星和木星以及類(lèi)日恒星的高能輻射帶。環(huán)繞地球的輻射帶是美國(guó)愛(ài)荷華州大學(xué)科學(xué)家詹姆斯-范艾倫1958年發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)，他參加了美國(guó)的第一項(xiàng)太空任務(wù)。
一些研究人員認(rèn)為這些輻射環(huán)內(nèi)的電子來(lái)自于地球磁氣圈。磁氣圈是環(huán)繞地球的一個(gè)太空區(qū)域，里面的帶電粒子受到地球磁場(chǎng)的束縛。在靠近地球過(guò)程中，由于受到的磁場(chǎng)強(qiáng)度增大，這些粒子以更大速度移動(dòng)并進(jìn)入一個(gè)環(huán)繞軌道。這種加速過(guò)程需要幾周時(shí)間并且只出現(xiàn)在逐漸變化和增長(zhǎng)的輻射帶。
上世紀(jì)90年代，衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)了范艾倫輻射帶的能量和形狀以比最初估計(jì)更快的速度發(fā)生改變。這一發(fā)現(xiàn)孕育出有一種理論，即帶電粒子并非來(lái)自于地球磁氣圈，而是輻射帶內(nèi)電場(chǎng)剝離附近原子的電子并對(duì)其進(jìn)行加速的結(jié)果。
2012年8月，宇航局發(fā)射了兩顆范艾倫探測(cè)器，從不同角度同時(shí)對(duì)范艾倫輻射帶進(jìn)行研究。在一次太陽(yáng)風(fēng)暴吹走輻射帶內(nèi)的絕大多數(shù)電子之后，兩顆探測(cè)器發(fā)現(xiàn)電子數(shù)量在12小時(shí)內(nèi)暴增了1000倍?？茖W(xué)家認(rèn)為這證明電子一定來(lái)自于輻射帶內(nèi)，而不是隨著時(shí)間推移逐漸增多。
研究論文合著者、美國(guó)新罕布什爾州大學(xué)的哈蘭-斯賓塞在接受《自然》雜志采訪時(shí)指出：“我們已能夠區(qū)分粒子不同的加速方式。這個(gè)輻射帶是進(jìn)入太空時(shí)代的第一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)。范艾倫探測(cè)器能夠觀測(cè)到這一過(guò)程的心臟令人感到非常興奮。”德克薩斯州西南研究所的物理學(xué)家大衛(wèi)-麥克科瑪斯指出：“如果局部加速的高能粒子出現(xiàn)在范艾倫輻射帶的心臟地帶，土星和木星周?chē)鼊×业妮椛鋷Э赡芤彩沁@種情況，甚至就連太陽(yáng)系外磁星周?chē)男行且彩侨绱恕?rdquo;