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我科研人員發現高速火星離子逃逸現象
http://www.crntt.hk   2024-03-27 14:31:12
2023年“中國航天日”主場活動暨中國航天大會在合肥開幕(圖片來源:新華社)
  中評社北京3月27日電/據科技日報報導,記者26日從中國科學院地質與地球物理研究所獲悉,基於火星大氣與揮發物演化任務(MAVEN)探測器的觀測數據,該所科研人員深入研究了火星磁尾電流片中的逃逸離子流,首次發現在磁尾電流片中的火星大氣離子有時會呈現出高能量、高通量的高速逃逸現象。相關研究成果在線發表於《地球物理研究快報》。

  火星與地球同處於太陽系宜居帶上,和地球類似,火星也具有豐富的地貌,比如高聳的山巒、廣闊的平原、蜿蜒的河道等。人們猜測,大約37億年前,火星可能也是一顆宜居的星球。然而,當前火星卻演化成了一顆大氣稀薄、又幹又冷的“死寂”星球。

  火星的大氣和水究竟流向了哪裡?是如何流失的?目前,學界認為太陽風是驅動火星大氣和水逃逸的一個重要機制。

  “由於火星內核磁場發電機在約37億年前停止運轉,火星缺失了能夠保護大氣的全球磁場。因此,外部太陽風離子能夠無障礙地衝擊火星大氣層,進而不斷剝蝕火星大氣離子逃逸到外太空。”論文通訊作者、中國科學院地質地球所研究員戎昭金解釋。

  通過多年的衛星觀測,科學家大致摸清了火星大氣離子的逃逸規律,發現火星大氣離子存在兩條主要逃逸通道。“儘管如此,科學家對具體的逃逸過程和相關物理現象還缺乏深入的認識。”戎昭金坦言。

  此次,科研人員聚焦火星大氣離子逃逸的關鍵區域——火星磁尾電流片開展了深入研究。他們發現,火星磁尾電流片中有時會出現高速的尾向離子流,這些高速離子流的主要成分為火星大氣重離子,其能量可高達約1200電子伏特,尾向逃逸速度可達約100千米/秒。

  “這個速度明顯高於我們的傳統認知,以前的研究認為,火星磁尾電流片中的離子能量普遍不超過50電子伏特,尾向逃逸速度僅為20千米/秒。”戎昭金說,這些活動現象雖然出現頻次不高,但會顯著增強火星大氣離子的逃逸。

  戎昭金表示,這項研究為認識火星大氣離子逃逸物理過程提供了關鍵事實依據,加深了對火星離子逃逸的認識。

          
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