新宝传媒

MAVEN航天器揭示火星具有独特的磁性“尾巴”

艺术家对火星复杂的磁场环境的概念。黄线表示来自太阳风携带的太阳磁场线,蓝线表示火星表面磁场,白色火花表示重新连接活动,红线表示通过火星磁尾将表面连接到太空的重新连接的磁场。学分:Anil Rao / Univ。科罗拉多州/ MAVEN / NASA GSFC

em美国宇航局的MAVEN航天器显示,火星有一个看不见的磁性“尾巴”,它与太阳风相互作用而扭曲。

美国宇航局的火星大气和挥发性进化任务(MAVEN)飞船正在火星周围收集有关红色星球如何失去大部分大气和水的数据,从一个本来可以支持数十亿年前的生活的世界变成一个寒冷而不适合的地方今天。根据研究小组的说法,创建扭曲尾部的过程也可以让火星的一些薄薄的大气逃逸到太空中。

“我们发现,在太阳系中,火星的磁尾或磁尾是独一无二的,”美国宇航局戈达德太空飞行中心位于马里兰州格林贝尔特的吉娜迪布拉乔说。 “它不像在维纳斯发现的磁尾,一个没有自己的磁场的行星,也不像它自己的内部产生的磁场所包围的地球。 “DiBraccio是MAVEN的项目科学家,并将于10月19日星期四下午12:15在美国天文学会行星科学分会第49届年会期间在新闻发布会上介绍这项研究。普罗沃,犹他州。

该团队发现,称为“磁重联”的过程必须在创造火星中发挥重要作用因为如果发生了重新连接,就会发生扭转。

“我们的模型预测,根据太阳风所携带的磁场方向,磁重联将导致火星磁尾扭曲45度,”DiBraccio说。 “当我们将这些预测与MAVEN关于火星和太阳风磁场方向的数据进行比较时,他们非常赞同。”

数十亿年前,火星失去了全球磁场,现在只剩下埋藏在其表面某些区域的剩余“化石”磁场。根据这项新工作,当太阳风携带的磁场与嵌入火星表面的磁场在一个称为磁重联的过程中结合时,火星的磁尾就形成了。太阳风是一种导电气体,以每小时约一百万英里(160万公里)的速度不断从太阳表面进入太空。它携带来自太阳的磁场。如果太阳风场恰好与火星表面的磁场方向相反,那么这两个磁场就会以磁重联的方式结合在一起。

磁重联过程也可能推动火星的一些大气进入太空。火星的上层大气带有带电粒子(离子)。离子对电和磁力作出反应并沿着磁力线流动。由于火星磁尾是通过将表面磁场与太阳风场联系在一起形成的,火星上层大气中的离子如果沿着磁尾流下,就有通向空间的通道。就像一个伸展的橡皮筋突然捕捉到一个新的形状一样,磁重联也释放出能量,这可能会积极地推动火星大气层中的离子沿着磁道进入太空。

由于火星表面磁场错综复杂,科学家们怀疑火星磁尾将是一个完全没有磁场的行星与在全球磁场之后发现的行星之间复杂的混合体。关于火星磁场的广泛的MAVEN数据使该团队成为第一个证实这一点的人。 MAVEN的轨道不断地改变其相对于太阳的方向,使测量能够覆盖火星周围的所有区域,并建立磁尾的地图及其与太阳风的相互作用。

磁场是不可见的,但它们的方向和强度可以通过MAVEN上的磁力仪来测量,该团队用来进行观测。他们计划从MAVEN上的其他仪器上检查数据,以查看逸出的粒子是否映射到他们看到重新连接的磁场的相同区域,以确认重新连接导致火星大气层损失并确定它的重要性。他们还将在未来几年收集更多的磁力计数据,以了解火星旋转时各种表面磁场如何影响尾部。这种旋转,加上不断变化的太阳风磁场,创造出极具动感的火星磁尾。 “火星很复杂,但同时很有趣,”迪布拉西奥说。

该研究由MAVEN任务提供资金。 MAVEN于2014年11月开始其首要科学任务,是第一个致力于理解火星上层大气的航天器。 MAVEN的主要研究人员位于科罗拉多大学大气与空间物理实验室Boulder。该大学提供了两项科学仪器,并领导科学行动以及教育和公众宣传。 NASA戈达德负责管理MAVEN项目,并为该任务提供两种科学仪器,包括磁力仪。洛克希德·马丁公司建造了这艘航天器,负责特派团的行动。加州大学伯克利分校空间科学实验室还为这项任务提供了四种科学仪器。美国国家航空航天局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室提供导航和深空网络支持,以及Electra电信中继硬件和操作。

来源:Bill Steigerwald / Nancy Jones,NASA戈达德太空飞行中心