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北大教授揭示地球磁层空间“杀手福彩3d赵公明专家汇总电子”产生机制

更新:2019-12-16 编辑:福彩开奖3d开奖号码 来源:福彩3d赵公明专家汇总 热度:3212℃

1989年3月13日凌晨,素有北美不夜城之称的加拿大魁北克陷入黑暗之中,而造成这一切的罪魁祸首竟然是50年以来第二强的地磁暴!

上述强磁暴产生了巨大的感生电流,造成电网瘫痪,600万居民在无电的冬天度过了9小时,直接经济损失达5亿美元。与此同时,日本的通信卫星CS-3B被彻底损坏,美国海军实验室的DMSP等46台卫星也出现操作异常,大部分被诊断为卫星的深层充电。

此外,2003年发生的万圣节磁暴(Halloween Storm),亦严重破坏了搭载在包括SOHO福彩开奖3d开奖号码以及许多近地轨道卫星上的电子仪器,对经济、社会和科学活动都造成了巨大损失。

类似的例子不胜枚举。到底是什么原因造成了这一系列事故?

近日,北京大学地球与空间科学学院教授宗秋刚研究小组在《地球物理学研究期刊·空间物理学》杂志发表文章,揭示出地球磁层空间中“杀手电子”的产生机制,这也使宗秋刚领衔的研究小组成为首个发现“杀手电子”产生过程步骤和“杀手电子暴”快速形成时间的团队。

何为“杀手电子”

随着社会的进步,人类对高科技航天系统的依赖程度越来越高,如今通信、气象、导航等领域都离不开空间中正常运行的卫星和航天器。“世界各国越来越重视空间的天气状态,人类对空间天气的依赖程度将越来越高。”宗秋刚说。

据悉,地球辐射带又称范艾伦带,是离地球表面2000公里到64000公里的区域,它是由大量高能粒子被地球磁场所俘获形成的环绕地球的一个高能粒子辐射区。这个区域内的高能电子由于其难以被屏蔽的特性,会对人造地球卫星的正常运转以及宇航员的健康构成致命威胁,所以这些高能电子也通常被称为“杀手电子”。“致命电子就是束缚在地球外辐射带中的极高能粒子。外辐射带距离地球表面12000至64000公里。在太阳风暴期间,它们的数量会增加至少10倍,并且会部分脱离辐射带,从而给卫星带来威胁。”宗秋刚说。致命电子的能量足够高,以致可以穿透卫星的防护罩,引发微型电火花。如果这样的放电现象发生在关键部件上,卫星就会受到损害,甚至无法工作。

地球辐射带高能电子通常在地磁暴(地球磁场短期内剧烈变化)期间剧烈增加,这些高能粒子的来源及其加速机制一直是空间天气学研究的热点问题。“科学家们一直想弄清楚‘杀手电子’是如何积累足够的能量在空间中‘横冲直撞’的。”宗秋刚指出。

破解“杀手电子”产生机制

2007年,宗秋刚研究小组直接观测到了极低频波动和电子的共振现象,以《太空杀手电子形成》为题入选美国《发现》杂志2007年度全球百大科学技术与趋势新闻,排名37位。

“当时仍有很多人将信将疑,因为在我们的工作中,没看到波对电子的直接加速,也没看到低频波动的直接驱动源。”宗秋刚表示。在研究过程中,宗秋刚小组遇到了不少阻力,因为国际上很多人认为“杀手电子”是被甚低频波(VLF)加速的,甚至可以说这是当时的主流观点。

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