闪电可以使“杀手电子”以接近光速飞入太空

闪电风暴是其中最严重的一些壮观,野生和戏剧性的事件——但其影响不仅仅针对地球表面。

根据新的研究，雷暴可以将高能“杀手”电子从行星的辐射带中扯出，并将它们抛向各个方向。这是地球气象与我们周围太空中的“天气”之间的新联系，它可能有助于我们更好地保护我们的太空设备和我们送入轨道的人类。

“这些粒子是可怕的粒子，或者有些人所说的'杀手电子'，”航空航天工程师 Max Feinland 说科罗拉多大学博尔德分校。“它们可以穿透卫星上的金属，撞击电路板，如果它们在太空中击中人，可能会致癌。”

这范艾伦辐射带像一个巨大的甜甜圈一样环绕着我们星球的生物是地球磁场的产物，它捕获了不断吹出太阳的风中的带电粒子。内带从640 至 9,600 公里（400 到 6,000 英里）的高度，外带大约从 13,500 到 58,000 公里。

这个陷阱对我们的星球有好处;它保护我们免受太阳风和带电粒子的冲击，否则我们会受到撞击。但粒子可以，而且确实如此，逃.所谓“杀手”电子是那些具有如此大能量以至于它们以接近光速或相对论速度移动的行星。

因为它们有如此多的能量，屏蔽无法将它们拒之门外;它们可以穿透卫星（并且有如今，它们中的很多都在近地轨道上），携带的电荷可能会损坏内部的电子设备以及缩短技术的使用寿命.不受控制的杀伤电子对人类健康也不好，可能会使宇航员暴露在危险剂量的宇宙辐射.

值得注意的是我们利用高速电子治疗癌症太。然而，一般来说，这些活泼的粒子并不适合拍摄任何与它们路径上的人类相关的事物。

有一些过程可以从更稳定的能级加速电子，包括太阳风暴由耀斑和冠状物质喷射在太阳活动周期的高峰期如此频繁。

研究人员通过分析卫星数据发现了与闪电的联系，这些数据似乎显示高能电子团块穿过内部辐射带。这真是令人惊讶：传统上，内部辐射带被认为相当稳定和无聊。

但是，当 Feinland 对档案记录进行更仔细的研究时，他在 1996 年至 2006 年间发现了 45 次高能电子浪涌。其中一些浪涌可能与地球大气层中的雷击有关，雷击发生在闪电记录到后不到一秒。

已知闪电会产生电磁波，称为惠斯勒波浪，它们发生在频谱的低频无线电范围内。以前的研究表明，惠斯勒波在辐射带不稳定的等离子体中荡漾，会导致电子推挤在一起，低能电子在链式反应中将能量转移到高能电子，最终产生相对论杀手电子。

研究人员认为，他们的观察反映了类似的机制，惠斯勒波在杀手电子中产生浪涌，这些电子在两极之间反弹，然后消退。

目前尚不清楚它发生的频率，以及触发它需要哪些特定条件。太阳活动可能起了作用，以前的研究表明等离子体密度和波活动也是产生相对论电子的重要因素。要弄清楚雷电感应杀手电子的不同因素，还需要做更多的工作。

未来的观测和分析将有助于我们更好地了解波粒相互作用的性质。

与此同时，研究结果表明，宇航员可能希望在外面暴风雨时安全地呆在室内。你可不想被电子雨困住。

该研究已发表在自然通讯.

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