1989年3月13日凌晨，素有北美不夜城之稱的加拿大魁北克陷入黑暗之中，而造成這一切的罪魁禍首竟然是50年以來第二強的地磁暴！

上述強磁暴產生了巨大的感生電流，造成電網癱瘓，600萬居民在無電的冬天度過了9小時，直接經濟損失達5億美元。與此同時，日本的通信衛星CS-3B被徹底損壞，美國海軍實驗室的DMSP等46臺衛星也出現操作異常，大部分被診斷為衛星的深層充電。

此外，2003年發生的萬圣節磁暴(Halloween Storm)，亦嚴重破壞了搭載在包括SOHO以及許多近地軌道衛星上的電子儀器，對經濟、社會和科學活動都造成了巨大損失。

類似的例子不勝枚舉。到底是什么原因造成了這一系列事故？

近日，北京大學地球與空間科學學院教授宗秋剛研究小組在《地球物理學研究期刊·空間物理學》雜志發表文章，揭示出地球磁層空間中“殺手電子”的產生機制，這也使宗秋剛領銜的研究小組成為首個發現“殺手電子”產生過程步驟和“殺手電子暴”快速形成時間的團隊。

何為“殺手電子”

隨著社會的進步，人類對高科技航天系統的依賴程度越來越高，如今通信、氣象、導航等領域都離不開空間中正常運行的衛星和航天器。“世界各國越來越重視空間的天氣狀態，人類對空間天氣的依賴程度將越來越高。”宗秋剛說。

據悉，地球輻射帶又稱范艾倫帶，是離地球表面2000公里到64000公里的區域，它是由大量高能粒子被地球磁場所俘獲形成的環繞地球的一個高能粒子輻射區。這個區域內的高能電子由于其難以被屏蔽的特性，會對人造地球衛星的正常運轉以及宇航員的健康構成致命威脅，所以這些高能電子也通常被稱為“殺手電子”。“致命電子就是束縛在地球外輻射帶中的極高能粒子。外輻射帶距離地球表面12000至64000公里。在太陽風暴期間，它們的數量會增加至少10倍，并且會部分脫離輻射帶，從而給衛星帶來威脅。”宗秋剛說。致命電子的能量足夠高，以致可以穿透衛星的防護罩，引發微型電火花。如果這樣的放電現象發生在關鍵部件上，衛星就會受到損害，甚至無法工作。

地球輻射帶高能電子通常在地磁暴(地球磁場短期內劇烈變化)期間劇烈增加，這些高能粒子的來源及其加速機制一直是空間天氣學研究的熱點問題。“科學家們一直想弄清楚‘殺手電子’是如何積累足夠的能量在空間中‘橫沖直撞’的。”宗秋剛指出。