簡(jiǎn)介：火星大氣逃逸被證明是由于磁場(chǎng)缺失和太陽帶電子撞擊導(dǎo)致的。太陽風(fēng)發(fā)出離子和電子，加速火星大氣層粒子，在長(zhǎng)久轟擊下大氣層逃逸。

火星早期曾是一個(gè)宜居的星球，而不是像現(xiàn)在一樣干旱荒涼，其中原因可能是在火星的大氣層在經(jīng)過數(shù)億年之后早已消散在了太空中。

為了更好的解釋火星大氣層的消失，科學(xué)家開始研究火星大氣層中的電流，他們認(rèn)為電流可能造成了大氣層中的氣體流失。

一個(gè)研究小組用NASA的“火星大氣與揮發(fā)分演化探測(cè)器”(MAVEN)搜集到的數(shù)據(jù)首次繪制出了火星大氣層的電流模型，使得原本撲朔迷離的東西變得可視化，幫助科學(xué)家找尋大氣逃逸的“真兇”。

圖解：NASA的“火星大氣與揮發(fā)分演化探測(cè)器”(MAVEN)，也就是“馬文”號(hào)探測(cè)器。圖源：bing

這些發(fā)現(xiàn)發(fā)表于周一的《自然-天文學(xué)》（Nature Astronomy）雜志上，文中表示源源不斷的太陽風(fēng)是造成這顆紅色星球大氣逃逸的主要原因。

羅賓·拉姆斯塔德是科羅拉多大學(xué)博爾德分校的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，同時(shí)也是這項(xiàng)新研究的第一作者，他在一份報(bào)告中寫道：“這些電流在大氣流失中扮演著重要角色，它把火星從一個(gè)原本可以孕育生命的世界變成了一個(gè)環(huán)境惡劣的沙漠?！?/p>

研究人員們?cè)噲D探索一個(gè)星球的磁場(chǎng)究竟會(huì)對(duì)其大氣層會(huì)造成多大的影響。

圖解：地球與火星大氣周圍對(duì)比. 圖源：bing

地球有磁場(chǎng)，火星卻沒有。從太陽的高層大氣中噴射出的帶電粒子流（也就是太陽風(fēng)）與火星大氣層相互作用，生成了一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng)，或者說是環(huán)繞著火星的一個(gè)空間區(qū)域。

太陽風(fēng)由太陽上層大氣射出，時(shí)速約為100萬公里/小時(shí)。

圖解：太陽風(fēng)以每秒100克速度剝離火星大氣。 圖源：bing

現(xiàn)在，科學(xué)家們已經(jīng)知道了火星磁層，但他們還沒有弄清磁層究竟如何影響著火星大氣層，以及太陽風(fēng)到底輸送了多少能量從而導(dǎo)致大氣逸散。

數(shù)據(jù)顯示，太陽風(fēng)和磁場(chǎng)將火星團(tuán)團(tuán)包圍，其形狀就像被扔在半空中的意大利面。

火星周圍電流的可視化圖像 （來自：NASA/Goddard/MAVEN/CU Boulder/SVS/Cindy Starr）

在第二次可視化的過程中，科學(xué)家用“馬文”號(hào)探測(cè)器收集的數(shù)據(jù)大致勾勒出火星周圍的電流，圖像顯示，電流呈杯狀從火星的白晝側(cè)出發(fā)，并匯聚在火星的陰側(cè)，連接了火星的上層大氣層和太陽風(fēng)引起的感應(yīng)磁場(chǎng)。

太陽風(fēng)的離子及電子撞擊火星附近的“感應(yīng)磁層”時(shí)，不同電性的粒子就會(huì)被分開。有些離子向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，電子則向另一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，從而形成電流，環(huán)繞在火星周圍，從光側(cè)通往暗側(cè)，這就產(chǎn)生了覆蓋式的電流體系。

同時(shí)，從太陽發(fā)射出來的x射線以及紫外射線不斷地將火星上層大氣離子化，使其具有導(dǎo)電性。

拉姆斯達(dá)說道：“火星大氣就像是一個(gè)金屬球，起著閉合電路的作用?！?/p>

而這個(gè)過程是火星大氣逃逸的主要原因。

感應(yīng)電流將來自太陽風(fēng)的能量轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)和電場(chǎng)，加速了火星大氣層的帶電粒子，從而造成大氣逃逸。

火星大氣逃逸前后的圖片（來自：NASA’s Goddard Space Flight Center）

由于磁場(chǎng)缺失，火星的大氣層從幾十億年前就已經(jīng)開始流失，并逐漸從一個(gè)濕潤(rùn)，溫暖的宜居星球變成的了寒冷干燥的沙漠。

2013年11月，“馬文”號(hào)探測(cè)器發(fā)射至太空，探索火星的大氣層，氣候以及過去的宜居性。

摘要：在與流動(dòng)磁性等離子體（如太陽風(fēng)）的動(dòng)電反應(yīng)中，感應(yīng)磁層使周圍非磁性行星物體（比如火星，金星，泰坦，冥王星，彗星的電離層）具有導(dǎo)電性，所產(chǎn)生的感應(yīng)電流使得電離層與偏離的等離子體結(jié)合在一起。這一結(jié)論讓我們將目光轉(zhuǎn)向了太陽風(fēng)在行星的大氣升溫，大氣逃逸以及大氣層演變中的所發(fā)揮的作用。

地球上這種類似的固有磁層電流系統(tǒng)早在幾十年前就已經(jīng)繪制出來了，而感應(yīng)磁層的電流系統(tǒng)大部分還處于未知狀態(tài)?，F(xiàn)在，我們團(tuán)隊(duì)利用“馬文”號(hào)探測(cè)器五年以來測(cè)量的數(shù)據(jù)來大致描繪出火星感應(yīng)磁層的電流體系，并意外發(fā)現(xiàn)這個(gè)體系的一些特點(diǎn)，比如電離層與弓形激波的結(jié)合，南北半球電流環(huán)路的對(duì)稱性，以及近火星處電流路徑的扭曲?；鹦堑母袘?yīng)磁層電流由磁層對(duì)流電場(chǎng)引發(fā)，并因太陽風(fēng)作用而加強(qiáng)。

BY: inverse

FY:?包弟

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