穿過太陽系的“虛空”炸毀了火星的大氣層

在一陣特別強大的太陽風之后留下的空隙導致了大氣層火星急劇向外膨脹。

2022 年 12 月 26 日，當風經過火星時，環繞火星軌道的 MAVEN 航天器記錄了太陽粒子的突然急劇下降，同時記錄了火星大氣層的奇異和驚人變化。這顆行星的磁層和電離層擴大了數千公里，面積增加了兩倍多。

我們上一次看到這種現象是在1999年，當時太陽風的突然下降導致地球的磁層向外膨脹，體積增加 100 倍.

當火星在太陽系中的條件突然發生變化時，這是罕見的一瞥，并且可以讓我們深入了解類似太陽系的行星如何與不同種類恒星周圍的環境相互作用。

這也是一種只能在原位進行的測量——展示了將航天器置于太陽系不同世界的軌道上的價值，以觀察它們如何與其他一切相互作用。

“當我們第一次看到這些數據時，以及太陽風的下降是多么劇烈，這幾乎令人難以置信。天文學家賈斯珀·哈萊卡斯（Jasper Halekas）說愛荷華大學（University of Iowa）和該事件新研究的主要作者。

“我們成立了一個工作組來研究這一事件，我們發現這段時間充滿了令人難以置信的發現。

太陽風在太陽系中或多或少是恒定的，所有的行星都嵌入其中。它是一股粒子流，從太陽向各個方向吹出，無時無刻不在，在整個太陽系中產生環境壓力，隨著距離的延長而減弱，最終在太陽系中減弱。稱為日球層頂的邊界.

但是該流的強度會隨著太陽活動而波動。例如，區域太陽磁場減弱在太陽表面可以釋放出更強大的太陽風，用更強大、更多的太陽粒子轟擊系統。

2022年12月26日火星陣風的風再次不同。它由兩股太陽風組成，一股較慢的太陽風被從后面吹進來的較快的風卷起并吞沒，然后繼續向外形成一股超級風。

MAVEN記錄了來自這種雙太陽風的更高密度的粒子。一旦風經過軌道天文臺，就檢測到粒子密度顯著下降 - 極弱和低密度太陽風的罕見空隙，太陽風壓力也下降。密度下降了 100 倍。壓力下降了 10 倍。

而且，隨著它周圍的壓力下降，火星大氣層也做出了反應。

太陽風通常會推動行星的磁層，在像地球這樣的行星上，磁層主要是由其熔融內部的攪動產生的。現在，火星沒有自己的全球磁層;但它有所謂的感應磁場，由嵌入太陽風中的磁場纏繞在火星電離層中產生。

這個電離層和其中的感應磁場大大向外膨脹，就像火星的大氣層脫下了一件太緊的緊身胸衣。感應磁場變得無磁化，它與太陽風之間的層——弓形激波——變得比平時平靜得多。

研究人員說，這可能會為火星和銀河系其他地方的行星上如何發生大氣損失提供有價值的見解。在確定是什么使行星適合居住時，這可能是拼圖中的一個重要部分。

“我們真的要看到當太陽風被有效移除時，火星會如何反應。Halekas 說.“這是一個很好的異常值研究，如果火星繞著一顆不那么'風'的恒星運行，它會是什么樣子。

該團隊將在美國地球物理聯盟 2023 年秋季會議.

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