近地太空发现诡异超速电子 能量来源疑团重重

网易科技讯11月16日消息，据英国《每日邮报》报道，NASA在地球磁场附近的太空中发现了被加速到近光速的电子，在名为“前震（foreshock）”的动荡区域中，这些粒子以神秘的方式获得了高能量，这些能量是弓形激波引发的能量的十倍。但是这种现象的原因让NASA都觉得困惑，这一诡异的新发现有望永远改变粒子物理学领域的某些理论。

NASA表示，这一发现让他们迈出了寻求答案的第一步，但同时却引发了更多的疑问。

在地球磁场以外的不远区域中，粒子受到了干扰，其中一些被反射到名为前震的动荡区域中，在那里它们以某种方式被加速到超快的速度。

NASA戈达德太空飞行中心把这些发现撰写成文章并发表在《物理评论快报（Physical Review Letter）》中，首席撰稿人林恩?威尔逊（Lynn Wilson）表示，“这几乎影响了与高能粒子相关的每一个领域，例如，对宇宙射线、太阳耀斑和日冕物质抛射的研究。这些粒子有可能破坏卫星，对宇航员的火星探险带来不利影响。”

在地面上方的地球磁场不断使来自太阳的超音速粒子改变方向并发生偏移。

NASA的新发现表明，这一动荡区域会让电子加速至接近光速。

先前科学家们在近地太空和宇宙中的许多其他地方发现过这些高速粒子，但并不理解它们的加速原理。

现在这些新发现可能会改变此前一些得到公认的理论。这些理论认为，电子不仅仅在近地太空的震荡区域中会得到加速，在整个宇宙中都是如此。

更好地了解粒子如何获得能量将有助于科学家和工程师为航天器和宇航员提供能够应对这些粒子的设备，这些粒子可能导致设备出现故障。

NASA的这篇文章描述了这些颗粒如何在地球磁场以外及附近的特定区域得到加速。

通常情况下，朝着地球流动的颗粒首先遭遇名为弓形激波（bow shock）的边界区域，该区域在太阳风和地球之间形成一道保护屏障。太阳风是指来自太阳的持续和不断变化的带电粒子流。

弓形激波中的磁场不仅让颗粒减速，还会让大多数颗粒偏离地球，有一些颗粒因反射而朝向太阳方向折回。

这些被反射的电子和离子形成了前震区域。

前震区域中的一些颗粒是具有高能量的、快速移动的电子和离子。

在过去，科学家们认为这些粒子获得这种高能量的一种方式是通过弓形激波来回弹跳，并从每次碰撞中获得些许额外的能量。

不过，新发现表明，这些颗粒也可通过前震区域本身的电磁活动获得能量。

THEMIS项目的科学家兼合作撰稿人大卫-斯贝克（David Sibeck）表示，“这种情况令人困惑，因为我们原以为，这些高能量电子不会出现在这些地方，目前也没有已知的模式符合它们的特征。我们对太空的认知存在缺口，一些基本知识的缺失。”

研究者表示，按照过往的认识，这些电子不可能源自弓形激波。

如果电子是在弓形激波中被加速，它们将出现与磁场一致的运动方向和位置，并在一些小范围的特定区域内逐渐远离弓形激波。

然而，NASA研究者此次观察到的电子是沿着所有方向移动，而不仅仅沿着磁场线移动。

此外，弓形激波产生的能量大约仅是此次发现的电子能量的十分之一。

电子加速的原因究竟是什么？解决这一奥妙的关键在于前震区域。

威尔逊说，“这似乎表明，这令人难以置信的微观现象难以通过宏观原理来解释。”

接下来，研究者打算通过THEMIS项目收集更多的观察结果，以确定电子加速背后的具体机制。（悠云）