北京
在距离地球数十亿光年的时空中，一个新生黑洞发出的一束光以如此强大的能量击中了地球，它甚至扰乱了地球的上层大气。
伽玛射线暴“GRB 221009A”于2022年10月，在距离地球约24亿光年的黑暗太空中爆发，打破了记录，它的光线发出高达18太电子伏特的能量，被认为是有史以来最亮的太空爆炸。
现在，科学家们已经确定，爆炸的威力如此之大，以至于在大约500公里（310英里）的高度上，地球电离层的电场产生了巨大的变化。
拉奎拉大学和意大利国家天体物理研究所的天体物理学家米尔科·皮尔桑蒂（Mirko Piersanti）领导的一个团队写道：“在这项工作中，我们提供了2022年10月9日发生的强伽马射线暴引起的约500公里电离层电场变化的证据。”。
“利用卫星观测和一个新的特别开发的分析模型，我们证明 GRB 221009A 对地球电离层的电导率产生了深刻的影响，不仅在底部电离层，而且在顶部电离层（大约500公里）造成了强烈的扰动。”
伽马辐射是电磁波谱中能量最大的部分，其次是X辐射。伽马射线光子的能量是可见光谱中光子的10亿到1万亿倍，由高能事件（如超新星和超超新星）以及较小的高能事件（如太阳耀斑）发射。
从日常的角度来看，这种辐射真的没什么好担心的；它在接近地球表面之前就被地球大气层吸收了。这就是为什么我们需要太空望远镜来探测它。然而，它能做的是在高海拔地区与大气相互作用。
在极少数情况下，科学家们记录了来自异常强大的伽马射线爆发的伽马射线和X射线与地球下部电离层的相互作用。
电离层是地球大气层中相对较厚的一层，大约在50到1000公里（约30到600英里）的高度之间，与其他几个大气层重叠。之所以如此命名，是因为它是大气的一部分，来自太阳的极端紫外线和X射线辐射使大气中的原子和分子电离，产生一堆松散的电子。
电离层会反射我们用于通信和导航的无线电波。当一个强大的事件发生时，比如太阳耀斑，我们可以通过记录低频无线电波反射方式的变化，来记录它在电离层下层造成的变化。
这就是科学家们几乎立即能够观察到60至100公里高度的低电离层变化的原因，与2022年10月探测到的GRB 221009A相吻合。他们说，它的威力如此之大，其影响堪比太阳耀斑。
太阳离我们1.5亿公里远，而 GRB 221009A 的光传播了22.7万亿公里。相比之下你应该能想象到爆炸的威力有多大。
但是，伽马射线暴对整个电离层的影响还没有被研究过，所以研究人员试图探测它对电离层顶部的影响。为此，他们利用卫星数据，首次能够探测和测量电离层高空的电磁场变化。
事实上，影响是巨大的。伽马暴本身只持续了大约7分钟。记录到的对电离层的影响持续了大约10个小时。研究人员说，知道了这一点，可以帮助我们更好地理解和模拟遥远的爆炸对地球大气层的影响，并预测如果附近发生爆炸可能会发生什么。
研究人员写道：“与GRB221009A相关的前所未有的光子通量深深地影响了地球电离层的导电性，不仅在电离层的底部（通常使用地面VLF天线观察到）造成了强烈的扰动，而且在电离层的顶部（大约500公里）也造成了强烈的扰动。”
“事实上，由于伽马射线爆发的影响，在电离层顶部（507公里）检测到电离层电场的巨大变化，这是由电离层电导率的强烈变化引起的。”
我们谁都没注意到。我们小小的大气保护泡泡是不是很棒？
这项研究发表在《自然通讯》杂志上。
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