科學(xué)家追蹤了高能粒子的起源
根據(jù)美國(guó)宇航局范艾倫雙胞胎太空探測(cè)器收集的最新數(shù)據(jù)，位于環(huán)繞地球的輻射帶的電子被地球附近電磁波所激活。在未來(lái)，這項(xiàng)新的信息或可能幫助科學(xué)家理解如何更好的保護(hù)地球衛(wèi)星，并阻止它們受到周游帶電粒子的持續(xù)破壞。
科學(xué)家提出理論稱，輻射帶外的大量粒子進(jìn)入輻射帶內(nèi)，并導(dǎo)致內(nèi)部粒子數(shù)量大規(guī)模上升，但這項(xiàng)最新研究顯示事實(shí)并非總是如此。輻射帶內(nèi)部的電子受到電磁波的影響會(huì)加速，研究首席作者、美國(guó)新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的高級(jí)科學(xué)家杰弗里·里夫斯(Geoffrey Reeves)這樣說(shuō)道。這項(xiàng)研究被發(fā)表在期刊《科學(xué)》上。
“電子在經(jīng)過(guò)磁氣圈和輻射帶的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，常常會(huì)繞著磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)和打圈，”里夫斯這樣說(shuō)道。“我認(rèn)為它就像一個(gè)繩球，兩極是磁場(chǎng)，電子在周圍打轉(zhuǎn)。電磁波不斷擊中繩球，如果它在正確的時(shí)間擊中繩球，當(dāng)繩球返回時(shí)，速度會(huì)變得越來(lái)越快。”
輻射帶內(nèi)加速的電子會(huì)損害環(huán)繞地球的在軌宇宙飛船。很多輻射帶里的電子引起的衛(wèi)星失靈往往是致命的，里夫斯解釋道。帶電粒子會(huì)高速進(jìn)入衛(wèi)星系統(tǒng)，并給宇宙飛船里的電子系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。
“這些電子移動(dòng)速度超過(guò)光速的99%，它們是地球自然產(chǎn)生的速度最快的事物，攜帶的高能量使得它們能輕松穿越衛(wèi)星表面，這些電子會(huì)嵌入衛(wèi)星內(nèi)部的電子元件。”
“當(dāng)積累了太多電子，衛(wèi)星內(nèi)部會(huì)放電，這將導(dǎo)致衛(wèi)星失靈甚至有時(shí)候完全失效。”里夫斯補(bǔ)充說(shuō)道。而這僅僅是里夫斯調(diào)查范艾倫輻射帶內(nèi)部電子的開(kāi)始。他希望不僅僅能夠追蹤導(dǎo)致電子加速的起源，還能確定究竟哪一種電磁波以特定頻率激活了電子。這將幫助科學(xué)家和工程師在未來(lái)建造更加堅(jiān)固的宇宙飛船。
“如果我們知道了是什么加速了這些電子，那么接下來(lái)我們想確定它是哪一種波。”里夫斯說(shuō)道。“也許現(xiàn)在我們可以監(jiān)測(cè)這些電磁波并更好的理解它們何時(shí)加速電子。”然后我們就能回答一系列問(wèn)題，例如“什么創(chuàng)造了這些波，磁氣圈里的狀況是否會(huì)產(chǎn)生這些波?”等等。(編譯/嚴(yán)炎 劉星)
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