地球附近发现有看不见的物质,以接近光速的速度飞行,它是什么?
当您抬头仰望万里无云的天空时,一定觉得很空旷,白天除了蔚蓝色的天空,其他什么也看不见,夜晚除了星星和月亮,再也没有其他的任何东西了,但事实上并非如此,探测器在地球附近发现了一些肉眼看不见的物质,以接近光速的速度在飞行。
肉眼却无法看到,这对我们来说非常可惜,它们究竟是什么呢?我就不再卖关子了,它们就是来自太阳风中的高速电子,来到地球附近后,速度突然变得接近光速,比普通电子速度要快得多。
最近,德国地球科学中心的空间物理学家Hayley Allison发现了一种匪夷所思的自然现象,在太阳风暴期间,地球附近有时候会出现一些接近光速的电子,能量极高。
让研究人员无法理解的是,并不是每一次太阳风暴的到来,地球附近都会出现接近光速的电子,只有当范艾伦辐射带辐射带中的等离子体已经消耗一空的时候,太阳风暴中的电子才能达到接近光速的速度。
什么是范艾伦辐射带,我们来了解一下,范艾伦辐射带是地球磁场捕获太阳风中带电粒子的区域,而接近光速的电子就飞行在这片区域中。
范艾伦辐射带分为两层,它们就像是两个同心的“甜甜圈”,甜甜圈的中心就是我们的地球,内层从距离地面640到9600公里,外层从距离地面13500到58000公里。
不要怕,高速电子对我们的日常生活不会造成任何影响,因为还没有达到地面就已经消失了,最多就是在夜空中增加一道亮丽的奇观,千变万化的北极光。但是高速电子会影响到轨道卫星,因为大多数卫星都放置在海拔2000公里的轨道上。
由于电子速度极高,即使大多数轨道卫星拥有最好的辐射防护层,但接近光速的电子能轻松穿透航天器,其电荷也会破坏轨道卫星内敏感的电子设备,严重的时候让卫星失控,这就是人类研究范艾伦辐射带的意义所在。
为了研究范艾伦辐射带中的超速电子,2012年8月30日,美国NASA发射了范艾伦探测器,探测器多次记录了太阳风暴,太阳风和辐射使地球磁层受到震动,地球电场和磁场的波动,会对电子起到加速作用,就像冲浪者使用水波来加速一样。
研究结果表明:电子可以在地球磁场波动中吸收大量能量,增加飞行速度,因此只要范艾伦辐射带中等离子环境的条件达到,那么电子就可以迅速地局部加速到接近光速的速度。
这的确是一种神奇的现象,可惜的是我们肉眼无法看到,看来只能依靠想象来补充一下肉眼看不到的东西了。更有趣的科学探索内容请关注唯一
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- 编辑:刘卓
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