太空百慕大:范艾伦辐射带——7月26日科学史上的今天

2018-07-26作者:科学π工作室, 编著编辑:书问阅读



在距地球一百到几百千米的近层宇宙空间,有一个由电子、质子、少量氧离子和其他各种离子等高能带电粒子组成的危险区域,被称为太空里的“百慕大”。


挪威科学家克里斯蒂安·伯克兰和卡尔·斯托默等最早预言,地球把太阳辐射的带电粒子俘获在自己的磁场里,并使它们沿着一定的轨道往复运动,形成一个特殊的环带,也使地球生物免遭太阳粒子的伤害。


美国人造卫星“探险者”1号和3号发射升空到离地面800米时,星载盖革计数器的读数突然下降为零。空间科学家范艾伦判断,一定是那个区域的辐射过于强大,导致盖革计数器饱和,造成探测失灵。


1958年7月26日,“探险者”4号发射,范艾伦在其计数器前端加盖了一块薄铅片作为过滤器,以挡住一部分辐射,果然计数器工作正常。由此,高空处的强电磁辐射带——范艾伦辐射带正式被揭示。


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范艾伦辐射带的带电粒子来自太阳风,被地球磁场所俘获,在地球磁极的两个转折点间来回运动。受太阳磁暴影响,不少高能带电粒子逸出,在大气层激发空气分子出现极光现象。


最初人们认为范艾伦辐射带是两层,内层多高能质子,外层多高能电子。2012年美国发射“辐射带风暴探测器”专门研究范艾伦辐射带的结构,发现一个异常超高能的电子辐射区被一股更强的太阳风吹散。这个发现印证,范艾伦辐射带不仅有极大的可变性,在地球周围还可能存在着另一个辐射环,这就是范艾伦第三层辐射带。


范艾伦辐射带已经发现了半个多世纪,依然带有不少神秘性,尤其他的第三个辐射带。与两个内层辐射带对比,它受到太阳活动的影响,经常不明原因地膨胀或收缩,变化幅度之大、变化之紊乱难以解释。



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作者科学π工作室 编著
出版清华大学出版社
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