研究发现超快电子雨 卫星和航天器等受威胁

科学家发现了落入地球的超快电子雨的成因。超快电子雨对地球轨道上空的飞船、卫星的运作和宇航员的健康构成很大的威胁。

据BGR网站报导，3月25日发表于《自然·通讯》（Nature Communications）期刊的一份研究揭示了这种超快电子雨的一种来源。

加州大学洛杉矶分校（UCLA）的研究人员在他们制作的ELFIN低空轨道卫星数据内发现了这种电子雨。ELFIN是小型立方体卫星，每个只有一个方形长条面包那么大，该校的研究人员一共制作了两个。

在ELFIN卫星探测到电子雨后，研究人员也分析了美国宇航局（NASA）西弥斯（Themis）太空观测器的数据。这相当于得到从远处观测这些电子雨的数据。结果发现，是一种名为电啸波（whistler wave）的机制导致了电子雨的发生。

一般情况下，来自太阳风的带电粒子被地球磁场捕获后，会在地球的北极和南极之间的上空来回活动。美国物理学家詹姆斯·范·艾伦发现了这样的规律，所以这种运动线路被命名为范艾伦辐射带（Van Allen belts）。

然而有的时候，这些辐射带内会产生电啸波，导致电子的能量更大、运动速度更快。此时，电子很可能会脱离范艾伦辐射带，而落入大气层，产生电子雨。

这些电子雨也会引发极光，但是更严重的问题是，它们对卫星、太空探测器和在近地轨道上工作的宇航员构成很大的威胁。

太阳风带来的粒子如果突破地球磁场的防护层，进入地球的环境，会给地面环境造成很多意外的风险。比如，以前太阳风暴甚至引爆了一些战争时期埋在海下的地雷。

现有的太空天气观测技术还没有把电子雨的情形考虑在内。这份研究提出了关注电子雨威胁的重要性。