范艾倫輻射帶的奧秘：能彼此交換信息以獲得更多的數(shù)據(jù)
時間：2016-09-03 13:59 來源：川北在線整理 責(zé)任編輯：沫朵
原標(biāo)題：范艾倫輻射帶的奧秘：能彼此交換信息以獲得更多的數(shù)據(jù)
據(jù)國外媒體報道，地球磁場會捕獲了大量的高能粒子，這些粒子最終會聚集成長而寬的條帶，如一個巨大甜甜圈一般包裹住地球。這條輻射帶是1958年美國的第一顆人造衛(wèi)星探索者1號發(fā)現(xiàn)的。由于項目的領(lǐng)導(dǎo)者是愛荷華大學(xué)的James Van Allen，這條輻射帶最終以他的名字命名。在1958年1月31日發(fā)射的探索者1號上，Van Allen使用的宇宙射線探測器非常簡單——只是一個蓋革計數(shù)器(一種檢測輻射的儀器)和一個磁帶存儲器。在1958年后續(xù)的3次太空任務(wù)——探索者3號、探索者4號和先鋒3號里，跟進(jìn)的實驗確定了有兩條輻射帶環(huán)繞地球。
幾十年來輻射帶的模型都是這么簡單。2012年，美國航天局發(fā)射了一對探測器以詳細(xì)地研究它們，這是有史以來第一次有兩艘航天器同時觀測輻射帶，它們能彼此交換信息以獲得更多的數(shù)據(jù)。范艾倫探測器(原名“輻射帶風(fēng)暴探測器”)有數(shù)個觀測目標(biāo)，包括探索輻射帶內(nèi)粒子(離子和電子)是如何加速和轉(zhuǎn)移的；電子在輻射帶中是如何消失的；地磁風(fēng)暴發(fā)生時輻射帶是如何變化的。整個任務(wù)原計劃持續(xù)兩年，但是截止2016年8月時，探測器在超出預(yù)計壽命兩倍后仍能正常工作。
觀測工作的一個關(guān)注點是范艾倫帶的位置。我們已經(jīng)知道輻射帶會在太陽活動加劇時膨脹。在探測器發(fā)射前，科學(xué)家認(rèn)為內(nèi)輻射帶是相對穩(wěn)定的，只有在膨脹時，才會擴(kuò)散到國際空間站和一些人造衛(wèi)星的軌道上。而外輻射帶則會時有漲落。一般科學(xué)家會花幾個月來校準(zhǔn)儀器。但是相對論電子質(zhì)子望遠(yuǎn)鏡的團(tuán)隊在發(fā)射后幾乎是馬上(3天后)就要求啟動他們的儀器。他們這么做的原因是希望比較在另一個航天器——太陽能、異常和磁層粒子探測器(SAMPEX)脫離軌道再入大氣層前后的結(jié)果。
美國航天局在2013年2月表示，這是一個幸運的決定。當(dāng)儀器一開機(jī)，就趕上了太陽風(fēng)暴導(dǎo)致輻射帶膨脹。以前從未有人觀測到如此的景象，粒子擁有了新的特性，表現(xiàn)出額外的一條延伸進(jìn)入空間的輻射帶。航天局還補(bǔ)充說，發(fā)射后不到幾天的時間里，范艾倫探測器就為科學(xué)家們帶來了一些可能改寫教科書的發(fā)現(xiàn)。
探測器收集到的數(shù)據(jù)還表明，輻射帶保護(hù)了地球免遭高能粒子的襲擊。文章的主要作者，科羅拉多大學(xué)的Dan Baker表示，由于此前我們沒有針對高能電子的高精度測量儀器，這次通過范艾倫探測器我們才得以第一次研究它們�，F(xiàn)在我們可以說輻射帶的一個重要功用就是阻擋了超快電子。
新的發(fā)現(xiàn)能幫助科學(xué)家改進(jìn)輻射帶的模型。但是探測器還在不斷地做出新發(fā)現(xiàn)。在2016年1月科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)輻射帶表現(xiàn)的形狀取決于我們對何種電子進(jìn)行觀測。這意味著兩條輻射帶要比先前的預(yù)測復(fù)雜的多。根據(jù)觀測電子類型的不同，輻射帶可以表現(xiàn)為單一輻射帶，兩個獨立的輻射帶或是只有外輻射帶(完全沒有內(nèi)輻射帶)。
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