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在广袤的寰宇中，地球被两个咱们看不见的“甜甜圈”包围着。这两个“甜甜圈”即是范艾伦放射带。

范艾伦放射带的俯瞰暗示图

（图源：《学问即是力量》杂志）

其中一个“甜甜圈”位于距地表640～1.2万千米处，主要包含高能质子；另一个位于地表外1.35万～5.8万千米处，主要由能量较高的电子构成。

范艾伦放射带是何如产生的？它为什么会有表里两层？又为什么长成“甜甜圈”的边幅？

无法脱逃的

高能带电粒子

范艾伦放射带是由地球磁场截获的高能带电粒子构成的，这些粒子造成了两个圆环。

范艾伦放射带的剖面暗示图

（图源：《学问即是力量》杂志）

这里咱们需要先容一个物理划定——电荷在磁场中的洛伦兹怒放：带电荷的粒子沿着磁场垂直平面怒放时，会受到垂直磁场平面和怒放标的的洛伦兹力，进而作念回旋怒放。

电荷在磁场中的洛伦兹怒放暗示图

（图源：《学问即是力量》杂志）

假若咱们把地球的偶极磁场沿大肆的经度横切，能获取一个假思的磁场平面。地球外，高能带电粒子从大肆标的飞进这个磁场平面时，它垂直磁场的速率会促使它在平面内作念圆周怒放，而它平行磁场的另一个速率重量不受磁场影响，会拉扯粒子偏离磁场平面。

最终，粒子在这两个怒放趋势的综融合用下，会沿着磁场线作念回旋怒放，进而被恒久“冻结”在磁场线上，无法脱逃，造成了范艾伦放射带。

为何会有表里两层

太阳在剧烈“烧毁”流程中，会开释无数电子。当这些电子参加地球磁场鸿沟时，会被拿获、“冻结”在磁力线上，造成外层的放射带。

除了太阳风，深空中还存在着无数四处乱飞乱撞的寰宇射线，它们的身分通常是一些高速的带电粒子。由于它们速率饱胀快、质地饱胀大，地球磁场无法像拿获电子相似拉住它们。

地外高能带电粒子参加地球磁场后，绕着磁力线螺旋漂荡，进而被“囚禁”在磁场中（图源：《学问即是力量》杂志）

于是，这些粒子冲突外围磁场高速冲进地球大气，与大气分子、原子发生剧烈碰撞，产生无数次级低速带正电的质子和少部分电子。这部分电子和质子会被地球近地磁场顺利拿获，从而造成了麇集地球的内层放射带。

是极光的制造者

亦然航天作为的不幸

范艾伦放射带中的高能带电粒子与地球大气层中的气体原子碰撞时，会激励原子开释出能量，造成清秀多彩的极光。但范艾伦放射带于东说念主类航天作为而言，却是不幸。

嫦娥五号名义包裹的金属谨防层不错对抗高能带电粒子（图源：《学问即是力量》杂志）

放射带上的高能带电粒子会击穿电子开采的一些导体、半导体材料，同期会径直加快元器件的老化。为了幸免高能带电粒子穿透开采，又不外多加多航天开采的重量，科学家通常会给卫星偶而寰宇飞船包裹一层金属谨防层。

中国空间站运转轨说念位于地球低轨说念区域，高度约莫在400千米，远低于范艾伦放射带的内鸿沟。然而，在载东说念主登月的征程中，若何更好地保险航天员安全穿越范艾伦放射带，是一个需要科学家收敛探索的课题。

太阳系内其他行星周围，是否也有这么的“甜甜圈”呢？宽饶扫描二维码，告诉知力君您的谜底！

撰文 | 袁懋

拖累剪辑 | 王佳璇、段阳阳

运营剪辑 | 段阳阳

质地审核 | 业蕾

❖ 著作源泉：《学问即是力量》杂志

《范艾伦放射带—好意思妙的地外“甜甜圈”》 ❖

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