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  中国科技网讯 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。(记者 常丽君)

  总编辑圈点

  外带高能电子本身就是“天外来客”——由太阳活动等产生,被地球磁场俘获。所以,与其说这些电子“向外运动”,还不如说它们被太阳风粒子重新带回浩渺的宇宙。而这些“消失”的电子最终的归宿,其实我们也还并不清楚。过完元旦,看了春晚,2012年来了,一些人也开始更加担心《2012》会来。其实,太阳活动对地球的影响,主要体现在与科技相关的方面,而像本文所述的那样,科技发展又能帮助我们更好地了解这些原本“神秘”的现象。认清这样的关系,我们也就能抱着爆米花,更轻松地欣赏电影《2012》了。

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channelId 1 1 美科学家解答地外辐射带内高能电子消失之谜 1 美国加州大学洛杉矶分校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