我们可能意外地在地球周围形成了一个保护性气泡

无线电波或许能帮助我们抵御太空天气。

海军在想给水下潜艇发送信息时,有时会使用甚低频(VLF)无线电波。这些长波长的信号通过地面巨大的塔台发射,能够穿透含盐的水体,这一点非常独特。但有些信号却会射入太空。根据一份新报告,它们可能在那里形成了围绕地球大气的保护性气泡。

这一发现来自于范艾伦探测器——这是两艘于 2012 年发射的航天器,它们负责探测地球周围的辐射带。范艾伦辐射带是带电粒子(来自太阳)被困在地球磁场中的区域。这些高能质子和电子会摧毁卫星的电子设备,这是一个持续存在的问题,因为辐射带并非始终保持在原地。

麻省理工学院的空间等离子体物理学家 Phil Erickson 表示:“传统的观点是,外辐射带的内侧边缘会随着大气层(尤其是电离层和等离子层)的膨胀和收缩而进进出出。但范艾伦探测器观测表明,无线电波也可能在确定辐射带位置方面发挥作用。”

在 2015 年一次强烈的地磁风暴期间,一次大规模的太阳风暴将等离子层推开,但令人惊讶的是,外范艾伦辐射带并没有因此更靠近地球。“等离子体后退了,但辐射带并没有跟着移动,”Erickson 说。然而,他和他同事们注意到另一件事:“这些非常强大的无线电信号停止传播的边界,正是电子停止进入的边界。”

此外,20 世纪 60 年代的数据表明,当甚低频传输不那么普遍时,辐射带的内边界离地球要近得多。该团队认为,如今,当来自太阳风暴的电子接近地球时,甚低频波会将其偏转,使其偏离轨道并推入大气层,在那里它们会消失。

Erickson 说:“至少在太阳风暴开始的最初几个小时到几天内,这些波似乎阻止了电子进一步进入。如果你等待更长的时间,情况就会变得更复杂,因为它们会逐渐扩散。但这表明,如果你的卫星距离地球小于 2.8 个地球半径(约 15,000 英里),你可能不需要像我们之前认为的那样担心它。”

今年某个时候,美国空军计划发射DSX 卫星,该卫星将测试使用甚低频波偏转空间辐射的可行性。如果成功,人类或许能够利用这些波来帮助抵御向太阳系倾倒巨量带电粒子云的太阳爆发。

需要明确的是,日冕物质抛射和太阳超级风暴仍然是罕见但对人类文明构成重大威胁。甚低频波无法保护我们免受太阳风中质子的影响(质子太重,波无法偏转),也无法防止由太阳大爆发引起的其他电气问题。Erickson 说,这项新研究“并没有说我们不需要担心”太阳超级风暴。“它告诉我们,关于具体影响,我们还有很多东西需要了解。”

到目前为止,他和同事们还没有机会看到甚低频波在超级风暴中的表现——他们目前最好的方法是根据现有结果进行推断,猜测在更强烈的风暴中会发生什么。“有可能甚低频仍然能发挥作用,”Erickson 说,“但这完全是我的猜测。现在下定论还为时过早。”

接下来,他和同事们希望进一步研究这一现象,以了解这一边界在正常太空天气下的行为方式,观察它在其他太阳风暴中是否会重复这种行为,并找出是什么可能使其减弱或增强。

这些研究结果已发表在《空间科学评论》上,是一项更大规模研究的一部分,该研究旨在调查人造活动对太空天气的影响。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
© .