地球外辐射带高能电子消失之谜揭开

据美国物理学家组织网1月30日（北京时间）报道，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）一研究小组利用最近发现的轨道卫星数据，解释了地球外辐射带内大量高能电子消失之谜：消失的电子在太阳增强周期活动中，被一股强大的太阳风粒子扫出了行星的势力范围。相关论文发表在当天的《自然—物理学》上。地球外辐射带是一圈充满高能电子的环形空间区域，电子能量非常高，以接近光速运动。该辐射带由美国探险者1号卫星于1958年发现，并探测到了高能电子的神秘消失现象。从此，这一问题就一直困扰着天文学家。有人认为，电子是消失在地球大气中；也有人猜测电子并非永久消失，只不过暂时耗尽了能量而隐去。论文合著者、UCLA地球与空间科学院的尤利·斯普利兹说：“根据我们在2006年的研究，电子可能是在向外运动，在穿过星际介质时不断减速，消失在行星之间。直到最近，我们才找到确切证据。” 关键数据由美国航空航天局的THEMIS网络系统收集，其余信息来自POES（极地轨道环境卫星）和GOES（地球静止业务环境卫星）两个气象卫星小组。研究小组通过卫星数据发现，尽管有少量高能电子确实落入了大气层，但绝大部分电子是被推出了行星。在太阳活动增强产生磁暴期间，太阳风粒子猛烈地攻击辐射带，将其大部分撕裂出去。目前，加州大学洛杉矶分校正在和俄罗斯莫斯科大学合作，计划将这些消失的电子绘制成更清晰的图像。预定于2012年春季发射的Lomonosov航天器还将在近地轨道对高能粒子进行精确检测。该项目领导、UCLA地球与空间科学副研究员朱·特纳表示，该研究标志着人们在理解地球空间环境、预测空间天气现象方面迈进了一大步，对保护全球定位系统卫星、通讯及气象监测卫星也非常关键。高能电子能穿透航天器防护层，破坏其携带的精密电子仪器。工程师设计航天器时必须考虑辐射保护，这需要统计数据建立模型以估计高能电子的性质。特纳还指出，2013年太阳活动将达到近11年来的顶峰，可能每个月都要发生几次地磁暴。研究这些高能电子的性质及其极端变化有助于建立更精确模型，预测地磁暴对辐射带造成的影响。（来源：科技日报常丽君）