行星际激波是太阳风中传播的一种剧烈扰动，通常伴随日冕物质抛射或太阳耀斑活动。当其撞击地球磁层时，会引发一系列空间物理过程，包括激发超低频波（ULF波）、产生强电场，并可能加速外辐射带中的高能电子至接近光速。尽管科学家早已知道ULF波驱动的径向扩散是外辐射带相对论电子加速的重要机制之一，但行星际激波在这一过程中所扮演的具体角色一直未被完全阐明。

研究团队利用2013年1月17日与18日两次行星际激波事件的观测数据，结合范艾伦探测器（VAP）、THEMIS与GOES等多点探测数据，提出了一个清晰的“三步加速”模型：（1）电场脉冲与电子注入：行星际激波压缩地球磁层，产生瞬时强电场，将MeV级电子从磁层外侧快速注入至同步轨道附近，形成加速所需的“种子电子源”。（2）ULF波激发与漂移共振：行星际激波激发出的超低频波与电子发生漂移共振，在L∗∼5.0附近形成相空间密度的峰值区域，即“局部加速区”。（3）向内径向扩散与电子再分布：持续的ULF波驱动电子向内扩散，将高能电子从外辐射带边界输送到内部区域，从而实现整个外辐射带中相对论电子的快速增强。

研究显示，在行星际激波到达后数小时内，2.6 MeV电子通量可增长一个数量级。通过分析电子通量的振荡周期与ULF波频率，团队确认了其符合漂移共振理论，并计算出显著的径向扩散系数，进一步验证了加速过程的物理合理性。

该研究不仅完善了地球外辐射带电子加速的理论框架，也对空间天气预报与卫星防护具有重要应用价值。高能电子通量的突然增强对在轨航天器的电子设备构成威胁，理解其加速机制有助于预测极端空间天气事件。“三步加速”模型是一个普适的物理过程，预计同样适用于木星、土星等其它具有强磁场的行星磁层环境。相关成果以“Three-step Acceleration of the Radiation Belt Relativistic Electrons by Interplanetary Shocks”为题，发表于期刊The Astrophysical Journal Supplement Series，ray电竞官网空间科学与技术学院汤朝灵教授为第一作者和通讯作者，合作者包括中国科学技术大学苏振鹏教授、博士研究生陈景润，ray电竞官网空间科学与技术学院博士研究生初鑫鑫。