英媒：科學家揭開環繞地球輻射帶之謎

【英國《每日郵報》網站7月26日文章】題：居住在“粒子颶風”環繞的世界(作者維多利亞·伍拉斯頓)

1958年，人們發現地球周邊存在著“范艾倫輻射帶”。美國航天局發射探測器對該輻射帶中的粒子進行了探索。最新研究證明，這些輻射帶自行創生粒子，而不是將周圍路過的粒子捕獲過來。

研究宇宙中帶電粒子的科學家在地球周邊發現了“粒子颶風”。

這些多荷電粒子是所謂“范艾倫輻射帶”的一部分。范艾倫輻射帶是兩個圍繞地球的同心環。

自1958年范艾倫輻射帶被首次發現以來，天文學家一直試圖追蹤輻射帶中的粒子獲得加速度的原因。

這些粒子受到的加速作用很大，人造衛星如果要在范艾倫輻射帶內運行較長時間，必須對衛星的敏感元件進行保護。

范艾倫輻射帶是艾奧瓦大學科學家詹姆斯·范艾倫于1958年發現的。

一種理論認為，這些粒子是在進入范艾倫輻射帶并被捕獲時受到加速的。

另一個理論認為，這些粒子是輻射帶內部產生的，并通過內部的一種力量獲得加速。

美國航天局發射了探測器以研究范艾倫輻射帶。最后人們證明，范艾倫輻射帶中的電場從原子中奪取電子，并賦予這些電子以超高速度。

美國航天局發射的兩個探測器傳回的數據顯示，這些粒子是在本地獲得加速的，這類似于地球上溫暖的海水通過蒸發作用以推動颶風的形成。

該理論可以解釋，為什么范艾倫輻射帶會改變形狀。這是因為粒子的數量會在不同情況下增加和減少。

太空科學家認為，這些發現很重要，因為它們可以用來解釋圍繞土星、木星和一些恒星周圍的高能輻射帶是如何形成的。

研究人員曾認為，范艾倫輻射帶中的電子來自于地球的磁氣圈。磁氣圈是地球周邊的一個太空區域，其中的帶電粒子因為地球磁場的作用而保持在磁氣圈中。

研究人員認為，隨著這些粒子靠近地球，地球磁場變強，粒子們會加速并進入一個環狀的軌道。

然而，這種加速過程需要花費數周時間，并且只適用于逐步變化和增長的輻射帶。

上世紀90年代，一些衛星發現，范艾倫輻射帶能量和形狀的變化比原先設想的快得多。

這導致人們提出另一種理論，這種理論認為，范艾倫輻射帶中的帶電粒子并不來自于地球的磁氣圈，而是輻射帶內部的電場從附近原子中奪取電子時形成的。范艾倫帶中的電場在將電子從其原子中扯下來的過程中對它們進行了加速。

2012年8月，美國航天局發射了兩個探測器，同時從不同角度對范艾倫輻射帶進行研究。

有一次，一場太陽風暴將范艾倫輻射帶中的大部分電子都吹跑了。兩個探測器在12小時后發現，輻射帶中的電子數量激增了大約1000倍。

科學家認為，這可以證明范艾倫輻射帶中的電子必定是從輻射帶內部產生的，而不是通過較長時間從外部捕獲的。