——用中國智慧解讀大自然的奧秘

（本書已由華齡出版社於2020年10月出版發行，書名《探索自然之謎全三冊》上冊《天地自然》）

（接上篇）

8.太陽也有輻射帶

地球之所以存在輻射帶，是由於地球存在整體磁場，地球磁場捕獲太陽風帶來的帶電粒子而在地球外圍形成了輻射帶。照此原理，凡存在整體磁場和輻射的天體，都必然存在輻射帶。天體磁場、輻射愈強，輻射帶也愈強。在那些磁場極強的天體周圍，必然存在極強的輻射帶。

太陽表層充滿了等離子體，太陽內部的高溫高壓也使它成為一個充滿了電與磁的世界。因為只要有電荷，就會在它周圍形成電場；電荷發生運動，就會產生磁場。因此，太陽不但存在強大的整體電場，也存在強大的整體磁場，只要有磁場就一定會捕獲帶電粒子，而太陽風（星風）恰恰提供了帶電粒子，故“太陽輻射帶”必然存在。挪威空間物理學家斯托默對地球輻射帶的理論證明，同樣也適用於太陽。當然，其他恆星也會存在“恆星輻射帶”。

地球輻射帶位於磁層內，分內外兩個輻射帶，但最近也觀測到短暫存在的第三條輻射帶。兩條地球輻射帶對稱於地球赤道排列，且只存在於低磁緯地區上空。內輻射帶的中心約在1.5個地球半徑，範圍限於磁緯±40°之間，東西半球不對稱，西半球起始高度低於東半球。帶內含有能量為50兆電子伏的質子和能量大於30兆電子伏的電子。外輻射帶位於地面上空約2—3個地球半徑處，厚約6000千米，範圍可延伸到磁緯50°—60°處，其中的帶電粒子能量比內帶小。一般說來，在內輻射帶裡容易測得高能質子，在外輻射帶裡容易測得高能電子。（據百度百科）與之相對應，太陽輻射帶應分佈在日冕層內，日冕層相當於地球磁層。

目前觀測已知，日冕可分為內冕、中冕和外冕3層。內冕從色球頂部延伸到1.3倍太陽半徑處；中冕從1.3倍太陽半徑到2.3倍太陽半徑，也有人把2.3倍太陽半徑以內統稱內冕。大於2.3倍太陽半徑處稱為外冕（以上距離均從日心算起）。廣義的日冕可包括地球軌道以內的範圍。太陽輻射帶應該就隱藏於這3層輻射帶中。但是為什麼目前沒有觀測到太陽輻射帶呢？這是因為普通觀測方法是無法觀測到輻射帶的。

首先我們來看，地球輻射帶是怎樣發現的呢？1958年1月31日，美國第一顆人造衛星探險者一號升空，當升至800千米高空時，星上所載蓋革計數器讀數突然下降至0。到1958年3月26日探險者三號升空時，又發生了同樣的情況。範艾倫認為，這是因為存在極大量的輻射導致計數器達到飽和而失靈造成的。因此，1958年7月26日發射探險者四號時，他在計數器前端加入一小片薄鉛以阻擋部分輻射。新的衛星證實了輻射帶的存在。由此也可見，僅透過諸如望遠鏡之類的間接觀測是無法發現輻射帶的，因為被電離的粒子是完全透明的。而人類不可能向太陽發射探測器，因此太陽輻射帶至今未被發現，但這並不說明它不存在。

已經觀測到日冕層存在某些“凝聚區”，這樣的凝聚區是否與太陽輻射帶相關則不得而知。而經常被觀測到的日冕物質拋射卻極可能與太陽輻射帶加速帶電粒子有關。日冕物質拋射（CME）是從太陽的日冕層拋射出來的物質，通常可以使用日冕儀在白光下觀察到。拋射出來的物質主要是電子和質子組成的等離子（此外還有少量的重元素，例如氦、氧和鐵），加上伴隨著的日冕磁場。日冕物質拋射事件伴隨著耀斑。（據百度百科）由於太陽輻射帶是被太陽磁場捕獲的帶電粒子帶，其中聚集了高密度、高能量的帶電粒子，因而會產生極強電場，而對進入電場的帶電粒子產生強大的加速作用。當耀斑發生時，輻射帶內的帶電粒子驟然升高，電場也驟然增強，超強電場的加速作用使日冕中的大量物質被加速丟擲，導致日冕物質拋射。對此，還需要進行深入觀測研究。

當然，人類現在對“太陽輻射帶”的研究還非常不夠，甚至還不存在這個概念。但是，按照已被證實的地球輻射帶原理推理出來的“太陽輻射帶”存在的可能性是不容忽視的。如果我們相信物理規律在宇宙中是普適的，就可以相信“太陽輻射帶”的存在是必然的。

太陽輻射帶捕獲太陽風和來自銀心及宇宙空間的帶電粒子。由於太陽磁場遠比地球磁場更為強大，太陽輻射帶的體量也會更大，粒子密度也可能更高。可以預料，太陽（恆星）輻射帶是一個存在超強電場的所在，那是一個威力無匹的“粒子加速器”，是產生高能粒子的場所。我們知道，高能粒子產生的唯一機制就是被電場加速，因此，只有在強電場中才能產生高能粒子。強電場才是高能粒子之源。人類目前探測到的那些來歷不明的高能粒子，極可能產生於“太陽（恆星）輻射帶”“類星體輻射帶”“星系核輻射帶”等。

研究證明，地球上的毀滅性地震大多發生在南北緯35°附近（地震地質學，北京，地震出版社，1982，12-13），因為這裡正是地球輻射帶高能粒子沿磁力線進入地殼的主要位置（詳情請參閱《探索自然之謎全三冊》下冊《地震成因》一書）。地球輻射帶高能粒子進入地殼並在那裡積累起來，達到一定條件後引發地下閃電-熱核聚變或地下龍捲風形成地震。與之類似，由美國宇航局(NASA)釋出的利用太陽活躍區域的影象建立的複合圖片（見附圖）也明確顯示了太陽上的強烈活動爆發點似乎也分佈在太陽南北緯35°附近。

太陽活動的不均衡性表明太陽所受內外環境的相互作用的不均衡性。

美國宇航局(NASA)釋出的利用太陽活躍區域的影象建立的複合圖片

太陽活動爆發點似乎集中於南北緯35°附近

這表明，太陽活動（耀斑、黑子等）可能同樣是由太陽輻射帶對太陽發生貫穿輻射，大量帶電粒子進入日殼後，積累到一定極限發生巨大閃電-熱核聚變或太陽臺風——黑子導致的。在這個過程中，太陽輻射帶將捕獲的太陽能量重新輸回太陽，輸回的路徑也會同地球輻射帶一樣，因此，太陽活動也主要發生在南北緯35°附近。很早以前人們就知道，黑子群主要出現在與太陽赤道平行的南北兩條緯度帶上，絕大部分黑子出現在南北緯35°之間。（張元東等，《太陽風暴》，氣象出版社，2003）

另外，日珥的分佈也有類似規律，日珥在太陽南、北兩半球不同緯度處都可能出現，但在每一半球都主要集中於兩個緯度區域，而以低緯度區為主。低緯區的日珥的分佈與黑子的分佈相似，按11年太陽活動周不斷漂移。在活動周開始時，日珥發生在30°—40°範圍內，然後逐漸移向赤道（據百度百科）。表明日珥的形成也受太陽輻射帶調製。

太陽輻射帶捕獲了太陽風帶來的帶電粒子，又把相當一部分輸回太陽。於是，太陽輻射帶就充當了太陽的“能量回收站”，透過這個“回收站”，太陽釋放的一部分能量被重新輸回太陽，使太陽能量“失而復得”，迴圈利用，才保證了太陽維持數十億、上百億年的持續執行。

太陽活動噴發點的存在也證明了太陽並不是在其中心整體地發生著熱核聚變，整體熱核聚變難以出現如此有規律的噴發點。正是由於在這些噴發點上接收到了來自太陽輻射帶的更多的帶電粒子，才發生了比其他區域更強烈的“燃燒”，造成巨大噴發。

此外，已經發現，“太陽系邊界現神秘‘綵帶’，粒子被困環形區域”（地球輻射帶也恰恰是一個圓環狀）。2014年8月29日訊息，據媒體報道，在太陽系的邊緣，科學家發現了一處神秘的邊界層，是太陽系物質與銀河系介質相互作用的地方，處於日光層的邊緣，NASA星際邊界探測器發現了一種奇怪的現象，太陽系內部粒子在這一區域中似乎碰到一層壁壘，使得太陽系外圍出現類似“邊界指紋”的結構，繪製太陽系邊界影象體現了這處神秘的區域。

太陽系邊緣的神秘環形“綵帶”示意圖

另外，IBEX（一個小型探測器）的初步結果大大地出乎了所有人的意料。它發現了原先不為人知的驚人結構，在兩個“旅行者”探測器之間存在一個蛇形的ENA聚集帶。對這一聚集帶的詳細研究顯示，在太陽系邊界的某些區域性地區離子的密度出現了大幅度地升高。科學家對這一變化的原先預期是大約10%，但實際測量的結果卻為200—300%。（謝懿，2010）這個區域被稱為“太陽風層頂”，即太陽風遭遇到星際介質而停滯的邊界，也就是“滯止區”。距離太陽90-120天文單位。

為什麼遠在太陽系邊緣的地方還會存在這樣的粒子帶呢？有可能，整個太陽系也存在一個整體的“星系磁場”，太陽的磁場一直向外延伸至太陽系的邊緣。而這個處在太陽系邊緣的環狀粒子帶，可能正是星系磁場捕獲帶電粒子形成的“星系輻射帶”。這個“星系輻射帶”是星系能量的“二級回收站”。

（未完待續，接下篇）