地球的辐射带与磁层

    20世纪初有人提出太阳在不停地发出带电粒子,这些粒子被地球磁场俘获,在地球上空形成一个带电粒子带。50年代末60年代初,美国科学家范·艾伦(James Alfred Van Allen)根据宇宙探测器探险者1号、3号和4号的观测,证明了带电粒子带的存在。地球辐射带分为两层,形状有点像是砸开成两半的核桃壳。离地球较近的辐射带称为内辐射带,较远的称为外辐射带,也分别称为内、外范·艾伦带。辐射带从四面把地球包围了起来,而在两极处留下了空隙,也就是说,地球的南极和北极上空不存在辐射带。最近两年有消息说,美国和俄罗斯的天文学家在内外辐射带之间又发现了第三条辐射带。

  

南极光

  

  过去人们一直认为地球磁场和一根大磁棒的磁场一样,磁力线对称分布,逐渐消失在星际空间。人造卫星的探测结果纠正了人们的错误认识,绘出了全新的地球磁场图象:当太阳风到达地球附近空间时,太阳风与地球的偶极磁场发生作用,把地球磁场压缩在一个固定的区域里,这个区域就叫磁层。磁层像一个头朝太阳的蛋形物,它的外壳叫做磁层顶。地球的磁力线被压在"壳"内。在背着太阳的一面,壳拉长,尾端呈开放状,磁力线像小姑娘的长发,"飘散"到二百万千米以外。磁层好像一道防护林,保护着地球上的生物免受太阳风的袭击。地球的磁层是个非常复杂的问题,其中许多物理机制需要进一步的研究和探讨。最近十年,科学家已经把磁层的概念扩展到其它的一些行星,甚至发现宇宙中的中子星、活动星系核电具有磁层结构的特征。