火星周圍的電流系統(tǒng)形成了圍繞火星的“感應(yīng)磁層”。 圖片來源：NASA

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日消息，在美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的火星大氣與揮發(fā)物演化任務(wù)(MAVEN)航天器進(jìn)入火星軌道五年后，獲得的數(shù)據(jù)終于讓科學(xué)家創(chuàng)建了歷史上第一張火星大氣電流全景地圖。這一成果推進(jìn)了人們對(duì)紅色星球的理解，開啟了火星大氣研究的新時(shí)代。相關(guān)論文發(fā)表在《自然·天文學(xué)》雜志上。

在地球上，人們?cè)谀媳睒O可以看到絢麗的極光，這是由于地球內(nèi)部熔融的鐵鎳核心轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)。紅色星球同樣也具有磁場(chǎng)，但其與地球磁場(chǎng)的形成機(jī)制大為不同——火星本身并不產(chǎn)生磁場(chǎng)，而是太陽(yáng)風(fēng)在火星電離層產(chǎn)生的電流導(dǎo)致磁場(chǎng)堆積、增強(qiáng)，并形成火星上所謂的“感應(yīng)磁層”。

太陽(yáng)風(fēng)主要由帶電的電子和質(zhì)子組成，并持續(xù)從太陽(yáng)吹來，它圍繞著太陽(yáng)系中的物體流動(dòng)并與之相互作用。當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)的帶電粒子撞擊火星附近的“感應(yīng)磁層”時(shí)，太陽(yáng)風(fēng)中攜帶不同電性的離子就會(huì)被分開，從而形成電流，環(huán)繞在火星周圍。與此同時(shí)，太陽(yáng)X射線和紫外線不斷電離火星上的一些高層大氣，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢詫?dǎo)電的電子和帶電離子的組合。

這項(xiàng)最新結(jié)論來自NASA于2013年發(fā)射的MAVEN航天器，MAVEN和NASA之前的任務(wù)也曾看到過這些電流層的局部跡象，但這是第一次憑借產(chǎn)生的數(shù)據(jù)繪制出一幅全景圖，其包括了電流從太陽(yáng)風(fēng)中產(chǎn)生，到在上層大氣流動(dòng)的過程。

研究人員表示，想要直接在太空中探測(cè)到這些電流非常困難，而利用MAVEN的靈敏磁強(qiáng)計(jì)，科學(xué)家探測(cè)并繪制了火星周圍被電流扭曲的太陽(yáng)風(fēng)中磁場(chǎng)的三維結(jié)構(gòu)圖，并根據(jù)磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的畸變計(jì)算出電流分布。

科羅拉多大學(xué)博爾德分校的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家羅賓·拉姆斯塔德指出，電流將太陽(yáng)風(fēng)的能量通過磁場(chǎng)和電場(chǎng)傳遞給火星大氣中的帶電粒子，加速火星大氣逸散到太空，太陽(yáng)風(fēng)導(dǎo)致的大氣逸散已經(jīng)持續(xù)了數(shù)十億年，正是這種損失將火星從一個(gè)可以支持生命的世界，變成了如今這樣一個(gè)不適宜居住的“荒漠”?，F(xiàn)在，科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正致力于確定太陽(yáng)風(fēng)中可獲得的精確能量，以進(jìn)一步了解大氣逸出的動(dòng)力。(記者張夢(mèng)然)