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太空百慕大:范艾倫輻射帶——7月26日科學史上的今天

2018-07-26作者:科學π工作室, 編著編輯:書問閱讀



在距地球一百到幾百千米的近層宇宙空間,有一個由電子、質子、少量氧離子和其他各種離子等高能帶電粒子組成的危險區域,被稱為太空里的“百慕大”。


挪威科學家克里斯蒂安·伯克蘭和卡爾·斯托默等最早預言,地球把太陽輻射的帶電粒子俘獲在自己的磁場里,并使它們沿著一定的軌道往復運動,形成一個特殊的環帶,也使地球生物免遭太陽粒子的傷害。


美國人造衛星“探險者”1號和3號發射升空到離地面800米時,星載蓋革計數器的讀數突然下降為零。空間科學家范艾倫判斷,一定是那個區域的輻射過于強大,導致蓋革計數器飽和,造成探測失靈。


1958年7月26日,“探險者”4號發射,范艾倫在其計數器前端加蓋了一塊薄鉛片作為過濾器,以擋住一部分輻射,果然計數器工作正常。由此,高空處的強電磁輻射帶——范艾倫輻射帶正式被揭示。


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范艾倫輻射帶的帶電粒子來自太陽風,被地球磁場所俘獲,在地球磁極的兩個轉折點間來回運動。受太陽磁暴影響,不少高能帶電粒子逸出,在大氣層激發空氣分子出現極光現象。


最初人們認為范艾倫輻射帶是兩層,內層多高能質子,外層多高能電子。2012年美國發射“輻射帶風暴探測器”專門研究范艾倫輻射帶的結構,發現一個異常超高能的電子輻射區被一股更強的太陽風吹散。這個發現印證,范艾倫輻射帶不僅有極大的可變性,在地球周圍還可能存在著另一個輻射環,這就是范艾倫第三層輻射帶。


范艾倫輻射帶已經發現了半個多世紀,依然帶有不少神秘性,尤其他的第三個輻射帶。與兩個內層輻射帶對比,它受到太陽活動的影響,經常不明原因地膨脹或收縮,變化幅度之大、變化之紊亂難以解釋。



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作者科學π工作室 編著
出版清華大學出版社
定價99元
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