宇宙中首次发现“杀手电子”之源

日珥爆发时释放出的大量高能粒子的X光图片

网易探索7月20日报道，科学家们近日宣布发现了制造宇宙中“杀手电子”的源头，这种特殊的电子流具有强大的破坏性，可以严重威胁太空飞船和宇航员的安全。

这种高负荷的粒子也会对人造地球卫星造成威胁，进而影响现代社会以电话、电视以及其他通讯系统构成的现代通信网络的正常运行。

科学家在地球炸面包圈形状的辐射带的最外层中发现了这种“杀手电子”，这一辐射带环绕着地球并且被地球磁场所控制，长期以来科学家一直希望了解这种“杀手电子”如何产生的秘密，以及它们是如何在地球辐射带里积累起来的。 

先前的一些理论曾经认为“杀手电子”是由太阳产生的，或者从太阳系以外的恒星释放的宇宙射线中产生的，因为这些恒星也释放一些与"杀手电子"性质相近的高能粒子。但来自美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究小组发现了其中的玄秘所在——这些“杀手电子”其实是来自距离我们地球近得多的地方。

科学家使用卫星宇宙探测器对外层辐射带进行了勘察后发现，“杀手电子”的发生方式非常特别，通过对粒子流峰值强度的分析，研究者认为只有在辐射带内部的电磁波将电子激发到危险的状态之后才能形成具有杀伤力的“杀手电子”，这些激波运动使科学家相信它们确实是来源于地球附近的辐射带，而不是远太空。 

准确的宇宙天气预报即将成为现实？

这一研究结果的现实意义在于科学家可以更有效地预告宇宙天气状况，为保护卫星以及宇航员的安全而服务。“杀手电子”可以以接近光速的速度飞行，而且这种高能粒子束携带的能量可能要比牙医拍个X光片的辐射剂量大一千倍，因此其杀伤作用巨大。

美国宇航局的专家说，这种“杀手电子”不仅可以对作业宇航员造成过量辐射疾病，还损害宇航员赖以生存的宇宙飞船的某些部件，由于这些粒子所带的电荷极大，在它们穿过宇宙飞船外壁后会聚积成较强的电压差，进而损害一些敏感的半导体元件。 

另一种常见的危害是这种粒子流会影响宇宙飞船太阳能电池的工作，造成飞船供能障碍。该研究报告的撰写者之一弗雷德尔称磁暴和其他一些特殊的“宇宙气象灾害”会戏剧性地影响“杀手电子”的产生和作用，在外层辐射带中，它们会非常活跃；而经过了相当长的一段时间之后，“杀手电子”的能量和杀伤力都会有较大的衰减，之后它们在短短几天之内被重新激发到高能状态。

科学家正在建立地球外层辐射带的模型以便预测高能粒子的运动情况。美国宇航局的科学家夏普索斯说：“目前人类关于宇宙气象的知识还非常有限，但是却在不断增长，也许人们现在还不能像预报和控制地球上的天气那样去预测甚至控制宇宙中的天气，但是更准确的预测可以使宇航员和太空飞船在宇宙气象灾害爆发时更好地做好准备以应对，这正是这项研究的意义所在。”