研究解决杀手电子在空间中的争论

由加州大学洛杉矶分校领导的国际小组的研究人员新发现回答一个基本的问题，对我们的空间环境，将帮助科学家开发方法来保护宝贵的通信和导航卫星。这项研究今天发表在自然通讯 》 杂志上。

使用从空间，资源管理器中 1 物理学家前往第一美国卫星测量詹姆斯 · 范 · 艾伦 1958 年发现空间是放射性。地球光环围绕着的两个甜甜圈形状的高度带电粒子的辐射 — — 高能电子和正离子和高能电子外的环内圈 — — 这现在被称为范艾伦辐射带。填充带高能粒子接近光速的速度飞行，在太空中创建卫星和人类的恶劣环境。

近几年，已多了解范艾伦辐射带的科学兴趣。新技术现在需要电信卫星花费大量的时间在那些带和 GPS 卫星运行在安全带的心。越来越小的空间电子学伴随卫星的脆弱性增加向空间辐射，根据尤里 Shprits，与地球、 行星和空间科学在 UCLA 大学的研究地球物理学家，会带领科学家的国际队。

是最危险的对航天器的粒子被称为相对论和极端相对论性电子。Shprits 说︰ 极端相对论性，或”杀手电子”是特别危险，可以穿透最受保护的、 有价值的卫星，在空间中。虽然也可以保护卫星免受相对论性粒子，屏蔽从极端相对论性粒子几乎是不可能，他补充说。

理解这些粒子的动力学以来科学家的一项重大挑战范艾伦发现空间辐射。自 20 世纪 60 年代后期，科学家取得了很多意见，试图了解电子从范艾伦辐射带的损失。

提出的理论之一是，粒子分散到大气由电磁离子回旋波。这些波是由离子比电子重，携带大量的能量注入产生的。这些波可能可以进入大气层散射电子。

2006 年，Shprits 和他的同事提出了另一种机制。他们建议，很多粒子突然丢失了，作为电子扩散到行星际空间，不再被困在地球的磁场。

科学家们的建模的大量的电子在相对论能量似乎青睐这种机制，不需要通过电磁离子回旋波电子散射。然而，它仍不清楚哪种机制操作或在暴风雨里，主导和哪种机制解释了电子在空间环境中的最具戏剧性的辍学。

颗粒的损失是难以确定的。在暴风雨里，因此很难区分开来，另两种类型的损失机制进一步加剧。

举例说明了范艾伦辐射带的结构后一场风暴。

幸运的是科学家，几个因素结合起来帮助他们解决争端。在范艾伦辐射带的 2013 年 1 月风暴允许研究人员使用探测器来测量粒子的分布和方向。最激烈的相对论和极端相对论性电子在不同地点带中被发现。极端相对论性粒子被位于深内磁层 （和不受电子损失向磁层顶，它是地球的磁场与太阳风的边界）。

研究人员的详细测量 — — 包括粒子速度、 速度方向和径向分布 — — 都表明海浪的确被散射粒子进入大气层，但影响只超相对论电子，不相对论性粒子。

“我们的研究结果解决一个基本的科学问题，对我们的空间环境和可能帮助制定清理有害辐射的辐射带的方法和使地球周围的环境友好的卫星，”Shprits 说。他是在其中包含的文书的加州大学洛杉矶分校建集合发射卫星从东方港，西伯利亚 4 月特派团首席研究员。这项工作预计将为全世界的科学家提供的辐射在空间和进步空间科学方面多年来测量。

团队的其他成员是来自加州大学洛杉矶分校的科学家 (亚历山大 · 德罗兹多夫和亚当凯勒曼的研究人员和博士后学者许朱);德国的 GFZ （Irina Zhelavskaya 和尼基塔 Aseev，他们在 2015年-16; 六个月访问学者在加州大学洛杉矶分校的波茨坦地学研究中心Shprits 任用联合在这里）;斯坦福大学 (Maria Spasojevic);科罗拉多大学博尔德分校 （玛丽亚 Usanova 和丹尼尔 · 贝克）;奥格斯堡学院在明尼阿波利斯 （马克恩格布雷森）;加州大学伯克利分校 (奥莱克西 Agapitov，也在乌克兰基辅大学有个约会);芬兰的大学的奥卢 （实现扭亏为盈酸奶）;和美国新罕布什尔大学 (Harlan Spence)。

资金来源为自然通讯研究包括加利福尼亚大学办公室的主席，国家自然科学基金、 美国国家航空航天局和亥姆霍兹协会招聘模拟程序。