去年夏天，当美国宇航局科学家发射双子航天器探测范艾伦辐射带时，他们预计会研究围绕地球运行的两个高能粒子环。结果他们发现了三个，颠覆了关于巨型环结构长达 50 年的模型。
范艾伦辐射带于 1958 年首次被发现，人们认为它由两个高速带电粒子库组成，通过地球磁场被限制在单独的环状环中。外环的轨道距离地球约 10,000–60,000 公里，环绕着距离地球约 100–10,000 公里的能量更高的内环。这就是詹姆斯·范艾伦半个世纪前首次使用卫星数据发现它们的配置，这也是美国宇航局的双子范艾伦探测器在 2012 年 9 月 1 日开始运行时记录的结构。
但是仅仅两天后，探测器上的望远镜就揭示了一个额外的狭窄带电粒子带的出现，它夹在内环和一个现在高度侵蚀的外环之间。“这太出乎意料了，我们认为仪器出了问题，”科罗拉多大学博尔德分校的太空物理学家丹尼尔·贝克说。
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然而，新的环持续存在，贝克和他的团队现在将其创建归因于行星际冲击波，这是一种来自太阳的太阳风粒子的传播爆发，已被其他航天器检测到。他认为，冲击波清除了外环的大部分，然后将剩余部分分成两个不同的部分。
几乎整个 9 月，中间环都存在，而外环则继续时隐时现。然而，10 月 1 日，另一个比前一个能量更大的行星际冲击波摧毁了外环和中间环，只留下内部的范艾伦辐射带完好无损。贝克说，七八天后，第三个冲击波以某种方式恢复了教科书中描述的两个辐射带的原始结构。
贝克继续说，探测器在 10 月 9 日收集的数据显示，“突然整个外环再次被点亮，但[中间]环消失了。”
这些发现今天在《科学》杂志上报道，证明了太阳爆发确实是辐射带结构背后的强大驱动力，并且类似活动可能很常见，尤其是在现在，接近 11 年太阳周期的峰值附近，贝克说。尽管如此，他补充说，关于外环剧烈变形和为期一个月的中间环位置的细节，无法用当前的理论来解释。
加州大学洛杉矶分校的地球物理学家尤里·施普里茨说，理解三区结构“将成为世界各地理论家和数值建模者未来研究的主题”，他没有参与这项研究。