研究發現超快電子雨 衛星和航天器等受威脅

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【大紀元2022年04月05日訊】(大紀元記者高文森編譯報導)科學家發現了落入地球的超快電子雨的成因。超快電子雨對地球軌道上空的飛船、衛星的運作和宇航員的健康構成很大的威脅。

據BGR網站報導,3月25日發表於《自然·通訊》(Nature Communications)期刊的一份研究揭示了這種超快電子雨的一種來源。

加州大學洛杉磯分校(UCLA)的研究人員在他們製作的ELFIN低空軌道衛星數據內發現了這種電子雨。ELFIN是小型立方體衛星,每個只有一個方形長條麵包那麼大,該校的研究人員一共製作了兩個。

在ELFIN衛星探測到電子雨後,研究人員也分析了美國宇航局(NASA)西彌斯(Themis)太空觀測器的數據。這相當於得到從遠處觀測這些電子雨的數據。結果發現,是一種名為電嘯波(whistler wave)的機制導致了電子雨的發生。

一般情況下,來自太陽風的帶電粒子被地球磁場捕獲後,會在地球的北極和南極之間的上空來回活動。美國物理學家詹姆斯·範·艾倫發現了這樣的規律,所以這種運動線路被命名為範艾倫輻射帶(Van Allen belts)。

然而有的時候,這些輻射帶內會產生電嘯波,導致電子的能量更大、運動速度更快。此時,電子很可能會脫離範艾倫輻射帶,而落入大氣層,產生電子雨。

這些電子雨也會引發極光,但是更嚴重的問題是,它們對衛星、太空探測器和在近地軌道上工作的宇航員構成很大的威脅。

太陽風帶來的粒子如果突破地球磁場的防護層,進入地球的環境,會給地面環境造成很多意外的風險。比如,以前太陽風暴甚至引爆了一些戰爭時期埋在海下的地雷。

現有的太空天氣觀測技術還沒有把電子雨的情形考慮在內。這份研究提出了關注電子雨威脅的重要性。

研究人員表示,電嘯波還會嚴重影響大氣層的化學組成結構。如果衛星、太空觀測器正好穿過一片電子雨,還可能造成現在未知的後果。◇#

責任編輯:葉紫微

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