新浪科技讯 北京时间4月10日消息，据国外媒体报道，范艾伦辐射带是环绕地球的高能粒子辐射带。根据粒子能量的大小，范艾伦辐射带的大小和形状也不尽相同。长期以来，科学家们一直在试图了解每一条辐射带的形状和大小，以保证太空轨道飞行器的安全。美国科学家利用美国宇航局最新探测数据绘制了不同范艾伦辐射带的形状图形，这些图形比科学家此前绘制的图形更为复杂。科学家新绘制的范艾伦辐射带，更像是“炸圈饼”，而且辐射带也会随着地磁风暴的变化而变大或变小。
在地球的周围，有两条“炸圈饼”形状的辐射带，距离地球表面大约600英里(约合966公里)。这些辐射带被称为“范艾伦辐射带”。范艾伦辐射带会随着太阳辐射的变化而变大或缩小。在早期的模型中，这些辐射带大概保持不变。“内带”较小，其边缘位于真空区，即“槽区”。再向外就是“外带”，也是两条辐射中更大、更具动态性的一条，外带主要由电子构成。
通过对美国宇航局范艾伦辐射带双子探测器的最新数据的深入研究，科学家们发现，范艾伦辐射带并不简单。该项研究负责人、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室科学家杰夫-里夫斯介绍说，“辐射带的形状取决于你所看到的电子类型，类型不同，辐射带的形状也完全不同。处于不同能量级的电子分别分布于不同的区域。”
在新的模型中，辐射带的形状主要由所观测到的电子能量来决定。当观测到较低能量的电子时，内带实际比外带大；当观测到高能量电子时，则外带比内带大；当观测到最高能量的电子时，外带则完全接管内带，内带完全消失。此外，如果受到地磁风暴的影响，范艾伦辐射带也经常发生变化。
里夫斯解释说，“当我们观测更宽范围能量的电子时，开始看到风暴动态中的某些一致性。不同能量级的电子反应的细节也不同，但也有一些共性的行为。比如，我们发现，在一场地磁风暴后，电子迅速从槽区消失。但是，槽区的位置取决于电子的能量。”当太阳喷射的物质与地球磁场遭遇，所形成的风暴可能增加或带走辐射带中的高能电子。在风暴过程中，外带通常向内扩张，用较低能量的电子填补了“空白区域”，形成一个巨大的辐射带。在低能量状态下，槽区向远离地球的方向施压，因此内带比外带大；在高能量状态下，则反之。在地磁风暴消失后，这些辐射带最终回归正常。
研究人员表示，因为有了范艾伦辐射带双子探测器，才有可能取得如此研究成果。范艾伦辐射带双子探测器扩宽了科学家获取数据的来源，从数百万伏的极高能量电子到数千伏的较低能量电子。里夫斯表示，“以前的仪器一次性只能测量五个或十个能量级。但是，范艾伦辐射带双子探测器可以测量数百个。”此前，穿过粒子探测器的质子噪音使得很难测量较低能量的电子运动。不过，新的探测器提供了最新数据，显示这些电子正在向地球靠近。里夫斯认为，“尽管有质子噪音，范艾伦辐射带双子探测器仍然能够清晰地识别出它正测量的电子的能量级。”通过获取更为精确的观测数据，研究人员能够创建更为准确的范艾伦辐射带模型以及辐射流模型。(彬彬)