科學家在距離地球數千英里的地方檢測到了奇怪的鳴叫聲——類似於鳥類黎明時的合唱,它們可能會給未來的太空飛行帶來大問題。
合唱波因其在轉換為音頻信號時與鳥鳴相似而得名,是地球電磁場中的擾動,能夠將粒子加速到對航天器和宇航員來說可能致命的速度。
然而,儘管自 1960 年代以來,人們就發現這些神秘的波浪來自地球和其他行星,但科學家此前認為它們只發生在附近。
現在,一個新的研究小組在距離地球 100,000 英里(165,000 公里)的地方發現了這些波浪,大約是之前檢測到的距離的三倍,這一發現挑戰了現有理論。研究人員於 1 月 22 日在期刊上發表了他們的發現。
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合唱波(或口哨模式合唱波)是一種持續時間僅為零點幾秒的能量爆發,穿過地球磁層,包圍著我們的星球。這些電波首先是由第一次世界大戰期間的無線電操作員發現的,他們在監聽敵方訊號時聽到了這些電波。
此後的幾十年裡,合唱波已被無線電接收器以及的範艾倫探測器太空船,探測到來自地球輻射帶的嘰嘰喳喳聲。人們也在水星、木星、土星、天王星和海王星周圍發現了這些波浪(所有具有全球磁場)以及沒有磁場的火星和金星。
科學家仍在爭論合唱波的成因,但最受歡迎的理論是,合唱波是由等離子體不穩定性效應形成的。在彎曲偶極子內,例如常見的條形磁鐵和行星磁場,太陽發出的電子通常會沿著磁場線被捕獲。通常,粒子沿著這些線以有序的螺旋方式移動。
但有時場中的擾動會破壞這個整齊的文件,導致電子產生合唱波,與電子共振並將它們加速到致命的、接近光速的速度。根據這個理論,這些偶極子的彎曲性質使合唱波能夠從一個極傳播到另一個極,產生其標誌性的啁啾聲。
然而,美國太空總署磁層多尺度衛星探測到的這些新波是在地球磁層相對平坦的區域發現的,這意味著它們是由整個磁場的頻率變化產生的。
為了更好地研究這些波以及產生這些波的原因,研究人員建議更好地監測來自太陽的等離子體噴發以及它們如何與地球磁層相互作用。這可能會得出答案,對於確保未來的衛星、太空人和前往火星及其他地方的深空任務不會受到高速電子的致命打擊至關重要。
「這項發現並不排除現有的理論,因為預期的磁場梯度仍然可能存在,但這意味著科學家需要仔細觀察,」理查霍恩英國南極調查局太空氣象負責人並未參與這項研究,關於研究。 “這是一個令人驚訝的地區的令人驚訝的結果,它促使人們對地球磁場嚴重偏離偶極子的地區的合唱波進行進一步研究。”