美国宇航局的范艾伦探针捕获太阳能冲击波的效果

地球的磁层用Van Allen辐射带的高能粒子（以红色示出）和负责将这些颗粒加速到相对论的能量的各种方法。行星际冲击的效果渗透到该系统中，在几秒钟内将电子激励电子到超相对论的能量。

美国宇航局的范艾伦探针已经捕获了太阳能冲击波在地球上的辐射到首次结束的影响。

2013年10月8日，太阳表面的爆炸派遣了一个超音速爆震的太阳能风吹进入太空。这种冲击波撕裂了汞和金星，在朝地球流前闪耀着月亮。冲击波对地球的磁场击中了巨大的打击，围绕行星周围的磁化声脉冲击中。

NASA的范艾伦探针，双航天器在地球磁场内深处的辐射带内轨道，捕获了太阳能冲击波的效果在它撞到之前和之后。

现在MIT的科学家在科罗拉多大学和其他地方分析了探针的数据，并观察了ShockWave的后果突然和戏剧性的效果：由此产生的磁性脉冲，持续60秒，通过地球的辐射带回来，加速某些颗粒到超高电平。

“这些是非常轻巧的颗粒，但它们是超级溶解的，杀手电子 - 电子可以通过卫星进行，”麻省麻省理工学院大海捞班的副主任John Foster说。“这些颗粒加速，并且它们的数量在仅一分钟内升高10倍。我们能够看到整个过程发生，它很令人兴奋：我们看到，在辐射带，真的很快。“

研究结果代表了首次从头到尾详细观察到地球辐射带上的太阳能冲击波的效果。福斯特和他的同事们在地球物理研究杂志上发表了结果。

在行为中捕捉冲击波

自2012年8月以来，范艾伦探针在Van Allen辐射带内横穿。探针的使命是帮助在辐射带内的极端环境中的特征，以设计更多弹性的航天器和卫星。

一个问题的任务寻求回答是辐射带如何产生超焦论的电子 - 颗粒，在地球上以每秒1000公里的1,000公里，只需五分钟就会在地球上缠绕。这些高速颗粒可以轰炸卫星和航天器，对船上电子器件造成无法弥补的损坏。

这两个范艾伦探针在地球周围保持相同的轨道，在另一个小时后有一个探头。2013年10月8日，第一个探头只是面向太阳的正确位置，在冲击波击中地球磁场之前观察辐射带。第二个探头，一小时后捕捉到相同的位置，记录了冲击波的后果。

处理“大锤吹”

培养和他的同事分析了探针的数据，并制定了以下事件序列：随着太阳能冲击波产生的影响，根据培养，它将“大锤吹”击中了地球磁场的保护屏障。但是由于磁性脉冲的形式，冲击波而不是突破该屏障，而是有效地反弹，以磁性脉冲的形式产生相反方向的波浪 - 在几分钟内在地球的远侧传播到地球的远侧的强大磁化声波。

在那个时候，研究人员观察到磁性脉冲扫过某些低能量颗粒。脉冲内的电场将这些颗粒加速到3至400万电源的能量，产生了先前存在的超级型电子的数量的10倍。

研究人员仔细研究数据，能够识别辐射带中某些颗粒的机制加速。事实证明，如果颗粒的速度圈出地球匹配磁性脉冲的速度，则它们被认为是“漂移谐振”，并且更可能从脉冲通过辐射带时从脉冲中获得能量。颗粒与脉冲相互作用的越长，加速越多，引起极高能量的颗粒。

福斯特说太阳能冲击波可以每月几次影响地球辐射带。2013年的活动是相对较小的事件。

“这是一个相对较小的休克。福斯特说，我们知道他们可以很大，更大。“太阳能和地球磁层之间的相互作用可以以多种方式创造辐射带，其中一些可能需要数月，其他日子。震动过程需要几秒钟才能分钟。这可能是我们如何理解辐射带物理学的冰山一角。“

Johns Hopkins University应用物理实验室的项目科学家Barry Mauk认为，该集团的调查结果是“最全面地分析了地球空间环境中的震荡诱导的加速度”。

“偶尔的地球辐射带的重大震动诱导的加速度，但这些事件很重要，因为它们具有突然产生最强烈和最精力充沛的电子的潜力，因此是宇航员和卫星的最危险的条件，”艾克斯说没有贡献这项研究。“地球的空间环境是研究太阳系和宇宙其他地方发生的冲击加速性质的精彩实验室。”

出版物：J. C. Foster等，“内部磁层的冲击诱导的迅速相对主义电子加速”，地球物理研究空间物理学报，2015; DOI：10.1002 / 2014JA0642

图像：美国宇航局