新研究表明,超快“电子阵雨”袭击地球的频率远比我们想象的要频繁
范艾伦带的插图,电子在其中旋转。 (Zhang 等人,Nat. Commun.,2022)
由于地球磁屏蔽中新发现的现象,明天的天气可能是多云,有可能出现电子。
这种现象被描述为意想不到的超快“电子沉淀”,当电磁能波脉冲穿过时就会发生这种现象。地球的磁层? 地核搅动产生的磁场包围着我们的星球,保护地球免受致命的太阳辐射。 然后这些电子从磁层溢出并坠向地球。
暴雨电子雨更有可能发生在,并且他们可能有助于北极光,根据 3 月 25 日发表在期刊上的研究自然通讯。
然而,研究人员补充说,电子雨也可能对宇航员和航天器构成威胁,而空间辐射模型目前无法解释这一点。
研究合著者、加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 空间物理学教授瓦西利斯·安杰洛普洛斯 (Vassilis Angelopoulos) 表示:“虽然人们普遍认为太空与高层大气是分开的,但两者有着千丝万缕的联系。”在一份声明中说。 “了解它们之间的联系可以使经过该地区的卫星和宇航员受益。”
几十年来,科学家们已经知道,高能粒子会周期性地少量降落在我们的星球上。 这些颗粒起源于太阳并借助太阳风穿越 9300 万英里(1.5 亿公里)宽的鸿沟到达地球。
我们星球的磁层将许多此类粒子捕获在两个巨大的甜甜圈形辐射带(称为范艾伦带)之一中。 有时,这些带内产生的波会导致电子加速并落入地球大气层。
这项新研究表明,电子倾盆雨发生的频率远比之前研究认为的要频繁。
在他们的新研究中,研究作者使用来自两颗卫星的数据分析了范艾伦带中的电子簇射:电子损失和场调查(ELFIN)航天器,这是一颗大约面包大小的卫星,在地球大气层低空运行; 以及亚暴期间事件和宏观相互作用的时间历史(THEMIS)航天器,该航天器在范艾伦带之外绕地球运行。
通过从上方和下方监测范艾伦带中的电子通量,该团队能够详细检测电子雨事件。 THEMIS 数据显示这些电子倾盆大雨是由哨声波引起的? 低频的一种无线电波起源于撞击然后涌过地球磁层。
研究人员发现,这些高能波可以加速范艾伦带中的电子,导致它们溢出并落到低层大气中。
此外,ELFIN 卫星数据显示,这些降雨发生的频率可能比之前的研究表明的要高得多,而且在太阳风暴期间尤其普遍。
当前的空间天气模型解释了进入地球大气层的电子沉淀的一些来源(例如太阳风的影响)? 然而,研究人员表示,它们并没有考虑到哨声波引起的电子簇射。
高能带电粒子会损坏卫星,并对路径上的宇航员造成危险。 新研究的作者说,通过进一步了解电子雨的来源,科学家可以更新他们的模型,以更好地保护在地球高空度过的人和机器。
相关内容: