英媒：科学家揭开环绕地球辐射带之谜

【英国《每日邮报》网站7月26日文章】题：居住在“粒子飓风”环绕的世界(作者维多利亚·伍拉斯顿)

1958年，人们发现地球周边存在着“范艾伦辐射带”。美国航天局发射探测器对该辐射带中的粒子进行了探索。最新研究证明，这些辐射带自行创生粒子，而不是将周围路过的粒子捕获过来。

研究宇宙中带电粒子的科学家在地球周边发现了“粒子飓风”。

这些多荷电粒子是所谓“范艾伦辐射带”的一部分。范艾伦辐射带是两个围绕地球的同心环。

自1958年范艾伦辐射带被首次发现以来，天文学家一直试图追踪辐射带中的粒子获得加速度的原因。

这些粒子受到的加速作用很大，人造卫星如果要在范艾伦辐射带内运行较长时间，必须对卫星的敏感元件进行保护。

范艾伦辐射带是艾奥瓦大学科学家詹姆斯·范艾伦于1958年发现的。

一种理论认为，这些粒子是在进入范艾伦辐射带并被捕获时受到加速的。

另一个理论认为，这些粒子是辐射带内部产生的，并通过内部的一种力量获得加速。

美国航天局发射了探测器以研究范艾伦辐射带。最后人们证明，范艾伦辐射带中的电场从原子中夺取电子，并赋予这些电子以超高速度。

美国航天局发射的两个探测器传回的数据显示，这些粒子是在本地获得加速的，这类似于地球上温暖的海水通过蒸发作用以推动飓风的形成。

该理论可以解释，为什么范艾伦辐射带会改变形状。这是因为粒子的数量会在不同情况下增加和减少。

太空科学家认为，这些发现很重要，因为它们可以用来解释围绕土星、木星和一些恒星周围的高能辐射带是如何形成的。

研究人员曾认为，范艾伦辐射带中的电子来自于地球的磁气圈。磁气圈是地球周边的一个太空区域，其中的带电粒子因为地球磁场的作用而保持在磁气圈中。

研究人员认为，随着这些粒子靠近地球，地球磁场变强，粒子们会加速并进入一个环状的轨道。

然而，这种加速过程需要花费数周时间，并且只适用于逐步变化和增长的辐射带。

上世纪90年代，一些卫星发现，范艾伦辐射带能量和形状的变化比原先设想的快得多。

这导致人们提出另一种理论，这种理论认为，范艾伦辐射带中的带电粒子并不来自于地球的磁气圈，而是辐射带内部的电场从附近原子中夺取电子时形成的。范艾伦带中的电场在将电子从其原子中扯下来的过程中对它们进行了加速。

2012年8月，美国航天局发射了两个探测器，同时从不同角度对范艾伦辐射带进行研究。

有一次，一场太阳风暴将范艾伦辐射带中的大部分电子都吹跑了。两个探测器在12小时后发现，辐射带中的电子数量激增了大约1000倍。

科学家认为，这可以证明范艾伦辐射带中的电子必定是从辐射带内部产生的，而不是通过较长时间从外部捕获的。