破解“殺手電子”產生機制
2007年，宗秋剛研究小組直接觀測到了極低頻波動和電子的共振現象，以《太空殺手電子形成》為題入選美國《發現》雜志2007年度全球百大科學技術與趨勢新聞，排名37位。
“當時仍有很多人將信將疑，因為在我們的工作中，沒看到波對電子的直接加速，也沒看到低頻波動的直接驅動源。”宗秋剛表示。在研究過程中，宗秋剛小組遇到了不少阻力，因為國際上很多人認為“殺手電子”是被甚低頻波(VLF)加速的，甚至可以說這是當時的主流觀點。
宗秋剛介紹，在“殺手電子”研究過程中用到了多達12顆衛星的觀察數據，光是收集這些數據，就要有相當的恒心和決心。其中星座Cluster衛星每兩天左右一個軌道，每一軌道位于內磁層中的時間非常少，又要求在激波到來的時候衛星恰好位于內磁層的向陽面一側，并且星座Cluster衛星上天后已處于太陽活動的下降期，激波數目越來越少。
“最開始我們對能否找到合適的事例沒有信心，很可能我們做了大量的工作以后還是一無所獲。”宗秋剛表示。抱著試試看的想法，宗秋剛小組分析了自星座Cluster衛星發射以來8年間、1500多個軌道的數據。
“幸運的是，我們最終找到了兩個符合條件的觀測事件，就是在我們的文章中所呈現的兩個事例。”宗秋剛喜言。當太陽爆發產生的大尺度激波撞擊地球時，地球磁場會產生大幅度的脈動。宗秋剛團隊首先發現這一現象，這些大幅度的脈動導致地球的磁力線振蕩，使得地球的磁力線就像一根琴弦那樣振蕩，產生超低頻波。而這些超低頻波是駐波，將沿著磁力線運動的電子加速到非常高的速度。這樣使得太陽風的能量能夠傳遞給磁層內的“殺手電子”。“我們團隊的研究工作第一次直接從觀測上和理論上展示了這個‘殺手電子’加速的完整過程。”宗秋剛說。
據宗秋剛介紹，他們發現產生“殺手電子”的過程主要有兩個階段。第一階段的加速是由太陽發出的強行星際激波引起的磁場壓縮的結果，這一階段會產生大量的高速電子作為“種子電子”；第二階段是在行星際激波沖擊地球的瞬間，地球磁場磁力線開始在超低頻波段(ULF)顫動，然后，產生的ULF波就可以有效地將第一階段產生的“種子電子”加速為“殺手電子”。“我們還發現‘殺手電子暴’可以在短短的15分鐘內形成。”宗秋剛補充說。
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