科学家在数十年航天器数据中发现隐藏问题

航天器的测量可能会使地球辐射带中高度有序的粒子运动看起来随机，这可能会掩盖驱动这些危险环境的物理机制。来源：Shutterstock

不同过程会产生相似的航天器观测结果，这使得很难确定粒子如何穿过地球辐射带。

穿越地球辐射带的航天器可以记录粒子行为，这些行为看起来是随机的，即使其背后的运动是高度有序的。新研究表明，航天器测量的有限分辨率会掩盖高能粒子群中的精细结构，使可预测的运动看起来像扩散。

国际空间科学研究所（ISSI）的研究团队由伯明翰大学和捷克科学院牵头，在《物理评论研究》中报告称，结构明确的粒子运动产生的观测结果，与通常被认为是随机散射的模式几乎难以区分。

这给试图了解辐射带的研究人员带来了一个基本问题。两种截然不同的物理机制最终可能留下本质上相同的观测特征。

辐射带是由行星磁场束缚的高能粒子组成的环形区域。地球并非唯一拥有辐射带的天体。土星、木星及其卫星木卫三周围都存在类似的辐射带，此外还有最近发现的极冷褐矮星。了解这些区域内粒子的运动方式很重要，因为高能粒子会损坏卫星、干扰通信并使太空任务变得复杂。

当局部的高能粒子群在辐射带磁场中漂移时，它们最初有序的分布会逐渐形成越来越复杂的结构。然而，航天器对这些结构的采样分辨率有限。因此，细微的细节可能会在测量中消失，只留下一种平滑的模式，这种模式看起来像是扩散的，即使粒子实际上并未经历扩散过程。

航天器可以模糊可预测的运动。

赫尔辛基大学的