“杀手电子”在地球上空超级带电

太阳风推动地球的保护磁层远离太阳，形成磁尾。满月时，月亮会穿过这条尾巴。

当太阳风暴的冲击波撞击地球的保护磁泡时，它会产生被称为“killerelectronics”的高能粒子，这对卫星来说可能是危险的。

在太阳风暴期间，辐射带中杀伤电子的数量至少增长了10倍。欧洲航天局的星团任务帮助弄清楚了这些致命粒子是如何产生的，这可能有助于更好地保护地球卫星和宇航员。

杀手电子“这就是科学家们所说的”是被困在地球外辐射带中的高能带电粒子，该辐射带在地球上空约7500英里至40000英里（12000公里至64000公里）处。正如它们的名字所暗示的，这些粒子的能量足以穿透卫星屏蔽，可能会对它们造成损害。

波浪冲击

2004年11月7日，太阳朝着地球的方向爆发了众多太阳风暴中的一次。这场风暴是由一个行星际冲击波和一个巨大的磁云组成的。

冲击波是由ESA-NASA太阳能卫星SOHO联合探测到的。当它经过SOHO时，太阳风的速度（从太阳向外移动的太阳粒子的恒定流）突然从每秒300英里（每秒500公里）跃升至近每秒450英里（每秒700公里）。

不久之后，冲击波袭击了地球的磁层，磁层是围绕地球的磁屏蔽，通常保护它免受高能太阳粒子的影响。冲击波的冲击产生了一个波前，在地球静止轨道（22400英里或36000公里）以每秒7500英里（12000公里）的速度在磁层内传播。

当冲击波袭来时，外辐射带中杀伤性电子的数量也开始增加，正如Clusters的四颗卫星上的仪器所检测到的那样，这些卫星在绕地球的椭圆轨道上扫描。

星团的测量有助于科学家在杀手电子是如何产生的可能解释之间做出选择。提出的两种可能性包括电子被波加速，一种方法依赖于在3到30kHz范围内的极低频（VLF）波，另一种方法则依赖于在0.001到1Hz范围内的超低频（ULF波）。

两种类型的波浪

事实证明，这两种类型的波动都是罪魁祸首。

“甚低频和超低频波都会加速地球辐射带中的电子，但时间尺度不同。由于振幅大得多，超低频波比甚低频快得多，”北京大学（中国）和马萨诸塞大学洛厄尔分校的宗秋刚说，他是描述这一过程的研究的主要作者。这项研究在最近一期的《地球物理研究杂志》上有详细介绍。

星团数据显示，两步过程导致杀伤电子的实质上升：初始加速度是由于强冲击相关的磁场压缩。行星际撞击后，地球的磁力线立即开始以超低频振荡。反过来，发现这些ULF波有效地加速了第一步提供的种子电子，使其成为基尔电子。

由于对星团数据的分析，如果基尔勒电子碰巧被喷射到地球上，我们现在知道它们可以在15分钟内撞击大气层。

欧空局集群任务经理Philippe Escoubet表示：“这些新发现有助于我们改进预测卫星和宇航员运行的辐射环境的模型。随着太阳引力的增强，我们预计在未来的几个月和几年里，会有更多的冲击影响我们的磁层。”