地球周围出现过第三层辐射带

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一项新的研究分析了NASA的双卫星范艾伦探测器（Van Allen Probes）得到的数据，结果发现在2012年的9月初，地球周围曾形成过一个辐射环，持续长达4个多星期，直到被一股来自太阳的强力行星际冲击波破坏殆尽。2月28日，这一结果在线发表在《自然》杂志网站上。

范艾伦辐射带是地球周围由高能粒子组成的两条带状区域，由美国科学家詹姆斯·范艾伦在1958年发现，其内带位于地球上空650千米至6300千米，外带位于地球上空10000至65000千米。范艾伦带内的高能粒子对载人航天器和人造卫星等都有一定危害，其内外层之间的缝隙则是辐射较少的安全地带。

科学家此前以为，地球周围的范艾伦带只分成内外两层辐射带。

范艾伦带中的高能粒子，主要来源于被地球磁场俘获的太阳风粒子。这些带电粒子在范艾伦带的转折点之间往复运动。当太阳发生磁暴时，地球磁层受扰动变形，被囚禁在范艾伦带中的高能粒子大量泄出，并随磁力线闯入地球极区的大气层，激发空气分子，便会产生美丽的极光。

NASA在2012年8月30日发射了双卫星范艾伦探测器，配备了保护性镀层和耐用电子元件，可在范艾伦带恶劣的空间气候中开展探测活动，其目的是对这些辐射带区域进行测量及特征描述。

美国科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理研究室的丹尼尔·贝克（Daniel Baker）及其同事，对来自该探测器的数据进行的一项新的分析显示：2012年9月2日，超高能量电子组成了第三层辐射带，并持续了4个多星期。这个意想不到的结构最终被一股强劲的太阳风吹散。这些发现说明，范艾伦辐射带存在极大的可变性，能够帮助我们了解太阳活动对范艾伦带的影响。

“这是我们首次使用高分辨率的观测仪器对太空中的高能辐射带进行观测，”贝克说，“一开始还很模糊，然而两颗卫星上天后没几天，就观测到了内带产生的强烈高能电子流，并在内带与外带之间出现了清晰的第三层辐射带。”

2012年9月，范艾伦带的内外层辐射带中间，出现了第三层辐射带。黄色表示辐射带，绿色表示辐射带之间的安全地区。

“尽管已被发现了55年，地球的辐射带依然神秘，有着新现象等我们去发现和解释，”范艾伦探测器的项目副研究员、美国约翰斯·霍普金斯大学应用物理研究室的尼基·福克斯（Nicky Fox）说，“我们以为我们很了解它们了，但其实并不是这样。科技的进步使我们看到更多，NASA项目的这次发现是对基础科学的一次冲击。”

美国国家气象局空间天气预报中心的乔·昆切斯（Joe Kunches）说，目前还没有收到任何短暂出现的第三层辐射带损坏人造卫星的报告，不过卫星控制人员通常不会上报这种信息。

科学家还将继续梳理探测器发回的数据，以便从理论和观测上进一步了解这些辐射带。这些发现可能会帮助工程师更好的设计航天器，以防范辐射带中有害的辐射。空间天气预报员也可以利用范艾伦探测器传回的实时数据，给人造卫星控制人员提供更准确的预警和辐射带活动预报。昆切斯表示：“这才是真正让我们兴奋的事情”。

信息来源：Eurekalert!