【如电子运动速度与光速可以比拟 当电子的速度达到光速的20%时】在一场完美的恒星风暴的漩涡中，电子会被困在地球附近，在那里电子可以加速到接近光速 。
这些电子是通过在被称为“等离子体”的过热，带电的气体浪中冲浪而获得的 。不过，根据波茨坦GFZ德国地球科学中心研究人员领导的一项新研究，它们惟独在等离子体密度较低时才加速至近光速度 。
这一发现很主要，因为如此快的电子传播对卫星和其他电子设备特殊惊险 。它们可以穿透屏蔽层，从而保护卫星免受恒星风暴中其他带电粒子的损害，从而损坏敏感组件 。
这种现象发生在两条Van Allen辐射带上，这两个辐射带是带电粒子的圈，以地球周围的一种甜甜圈形状捕获 。这些安全带延伸到地球表面上方约400英里至36,000英里（640至58,000千米）以上，保护我们的星球免受来自恒星的带电粒子的损害 。但是它们还以不完全了解的方式对恒星风暴做出反应 。2012年，NASA发射了两个Van Allen Probes，在这个神秘的近宇宙区域进行测量 。探针以“超相对论能量”检测电子，换句话说，它们以接近光速的速度传播 。
研究人员不确定电子怎么变得如此高能 。一些人认为电子必须分两个阶段进行加速，首先是从皮带外部的旅程，然后又是皮带内部的旅程 。但Van Allen Probes的新数据发现不需要两个阶段 。取而代之的是，电子的速度与恒星风暴期间等离子体的背景水平密度有关 。
研究合著者尤里·史普里茨（Yuri Shprits）表示：“这项研究表明，如果等离子环境的条件（等离子波和临时性的低等离子密度）正确的话，地球辐射带中的电子可以马上被局部加速为超相对论能量 。” GFZ波茨坦的宇宙物理学家在一份声明中说 。
通常，范艾伦带内的等离子体密度可能在每立方厘米50到100个粒子之间 。但是，当密度降至每立方厘米少于10个粒子时，电子可以从称为“合唱波”的电磁波中汲取能量，从而将其动能从几十万电子伏特提高到700万电子伏特 。（相比之下，CERN直到2020年使用的线性加速器最多可将质子加速至5000万电子伏特 。）研究人员已经怀疑合唱波可能是加速电子的罪魁祸首，但此前并未意识到惟独在等离子体下才干发生这种情况 。密度是如此之低 。低密度似乎同意更有效地将能量从波传递到电子 。
研究人员在1月29日发表的论文中写道：这些密度下降并不经常发生 。他们补充说：“在2015年进行观察时，正确的条件仅浮现了很少的次数 。”研究人员写道：这些极端条件可能与范艾伦带的长期对流有关，即当更热、更轻的物质上升而密度更大、更冷的物质下沉时，但需要更多的研究来找出等离子体间或变薄的真相 。
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