挪威神秘極光之謎 高速電子被未知磁場加速

據國外媒體報道，導致地球極光發生的高能粒子起源之謎可能已經得到解決。根據最新的研究結果，地球南北極區的極光與電子活動有關，並在地球磁層活躍區域內被加速至難以置信的速度。而這些磁場活區域比科學家們曾設想的面積大了將近1000倍，可以為大量快速移動的電子提供加速。據本項研究的第一作者、麻省理工學院的研究人員簡埃格達爾(Jan Egedal)在一份聲明中提到：人們一直認為該磁場區比較小，但是現在我們發現它的面積可能非常大，可以加速大量的電子。


挪威上空出現的壯麗極光現象


埃格達爾與他的同事們分析了各個空間探測器收集的數據，其中包括歐洲空間局的四個簇群空間探測器。此外，他們還使用了位於田納西州隸屬於美國能源部的橡樹嶺國家實驗室超級計算機得出的模擬結果，這臺超級計算機有11.2萬個處理器同時工作，而研究小組則使用了其中的2.5萬個處理器連續運行了11天，模擬出1800億個粒子在空間中的運動情況，最後繪製出全天粒子分布圖像。

研究人員已經確定了這些電子很可能在磁場區域內被火箭般地加速至極高速度，而部分地球的保護磁層在太陽風的作用下被推向外層空間。太陽風是由太陽發出的帶電粒子流，速度可達到每小時數百萬英里，在這樣高速的粒子衝擊下拉伸了地球的磁場線，而儲存能量的區域如同被拉伸的橡皮條。當磁場線在粒子衝擊後重新連接起來時，原先被拉伸而積蓄的能量就被釋放出來，並推動大量的電子以近乎神奇般的速度背向地球運動。接著，高速運動的電子擊中地球的高層大氣分子，於是就產生了我們所熟知的南極光與北極光。

然而，一些物理學家認為這些因素並不是導致極光產生的原因，因為他們不相信地球磁尾區域大到足以加速如此大量的電子，並使它們猛烈地衝擊地球的高層大氣。埃格達爾和他的研究小組還發現這個磁場加速區域很可能比想象中的更大，至少是目前認為的1000倍以上，而事實上理論學家認為該推測還是可能存在的。埃格達爾對此認為：過去常有人覺得這是一個瘋狂的想法。

在地球高緯度地區形成的漂亮極光現象，其中蘊藏著超高能的電子，它們可損壞甚至摧毀地球軌道上運行的空間飛行器。因此，更好地了解該區域的特性可能有助於地面控制中心有效地保護軌道上的衛星。詳細的研究結果已經發表於2月26日出版的《自然-物理》期刊上。

http://tech.qq.com/a/20120301/000222.htm