在国际合作研究的推动下，对近地空间危险环境的新认识可能会彻底改变空间天气预报。伯明翰大学（University of Birmingham）领导的一项新研究向空间科学家提出了挑战，要求他们更好地了解我们危险的近地空间环境。
伯明翰大学（University of Birmingham）率先开展研究，重新定义对近地空间粒子的理解，对传统模型提出质疑，旨在加强空间天气预报。资料来源：美国国家航空航天局/范艾伦探测器/戈达德太空飞行中心
这项研究是迈向新理论和新方法的第一步，有助于科学家预测和分析粒子在太空中的行为。它对理论研究以及空间天气预报等实际应用都有影响。
探索辐射带
研究的重点是近地空间的两个高能粒子带，称为辐射带或范艾伦辐射带。这些粒子被困在地球的磁层中，会损坏经过的卫星和航天器上的电子设备，并给宇航员带来危险。
几十年来，了解这些粒子的行为方式一直是物理学家和工程师的目标。自 20 世纪 60 年代以来，研究人员一直利用"准线性模型"中包含的原理来解释带电粒子如何在空间运动。
空间物理学理论面临的挑战
然而，在新的研究中，研究人员发现有证据表明，标准理论可能并不像以前假设的那样经常适用。由来自英国、美国和芬兰的 16 位科学家组成的研究小组探索了标准理论的局限性。准线性理论的应用看似简单明了，但事实上，根据太空中的科学测量结果将其整合到太空物理模型中是一个微妙的过程。本文对这一过程背后的挑战进行了分析。
这些发现发表在《天文学和空间科学前沿》（Frontiers in Astronomy and Space Sciences）的特刊上，题为"空间物理学的编辑挑战：空间物理学中已解决和未解决的问题"。
未来方向与合作研究
主要作者、伯明翰大学空间环境与无线电工程（SERENE）小组的奥利弗-阿兰森（Oliver Allanson）博士说："更好地了解这些粒子的行为对于解读卫星数据和理解空间环境的基本物理原理至关重要。"
参与这项研究的研究人员分别来自英国伯明翰大学、埃克塞特大学、诺森比亚大学、华威大学、圣安德鲁斯大学和英国南极调查局；美国加州大学洛杉矶分校、爱荷华大学和新墨西哥州美国空军研究实验室；芬兰赫尔辛基大学。
下一步的研究将包括根据这项工作的发现加强理论描述，然后将其用于空间天气模型，以预测这些有害粒子在近地空间的行为。
编译自:ScitechDaily