我科研人員發(fā)現(xiàn)高速火星離子逃逸現(xiàn)象 進(jìn)一步揭示火星水氣流失機(jī)制

記者26日從中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所獲悉，基于火星大氣與揮發(fā)物演化任務(wù)（MAVEN）探測(cè)器的觀測(cè)數(shù)據(jù)，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(fā)現(xiàn)在磁尾電流片中的火星大氣離子有時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出高能量、高通量的高速逃逸現(xiàn)象。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《地球物理研究快報(bào)》。

火星與地球同處于太陽(yáng)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(cè)，大約37億年前，火星可能也是一顆宜居的星球。然而，當(dāng)前火星卻演化成了一顆大氣稀薄、又干又冷的“死寂”星球。

火星的大氣和水究竟流向了哪里？是如何流失的？目前，學(xué)界認(rèn)為太陽(yáng)風(fēng)是驅(qū)動(dòng)火星大氣和水逃逸的一個(gè)重要機(jī)制。

“由于火星內(nèi)核磁場(chǎng)發(fā)電機(jī)在約37億年前停止運(yùn)轉(zhuǎn)，火星缺失了能夠保護(hù)大氣的全球磁場(chǎng)。因此，外部太陽(yáng)風(fēng)離子能夠無(wú)障礙地沖擊火星大氣層，進(jìn)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(guó)科學(xué)院地質(zhì)地球所研究員戎昭金解釋。

通過(guò)多年的衛(wèi)星觀測(cè)，科學(xué)家大致摸清了火星大氣離子的逃逸規(guī)律，發(fā)現(xiàn)火星大氣離子存在兩條主要逃逸通道。“盡管如此，科學(xué)家對(duì)具體的逃逸過(guò)程和相關(guān)物理現(xiàn)象還缺乏深入的認(rèn)識(shí)。”戎昭金坦言。

此次，科研人員聚焦火星大氣離子逃逸的關(guān)鍵區(qū)域——火星磁尾電流片開(kāi)展了深入研究。他們發(fā)現(xiàn)，火星磁尾電流片中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)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(dá)約1200電子伏特，尾向逃逸速度可達(dá)約100千米/秒。

“這個(gè)速度明顯高于我們的傳統(tǒng)認(rèn)知，以前的研究認(rèn)為，火星磁尾電流片中的離子能量普遍不超過(guò)50電子伏特，尾向逃逸速度僅為20千米/秒。”戎昭金說(shuō)，這些活動(dòng)現(xiàn)象雖然出現(xiàn)頻次不高，但會(huì)顯著增強(qiáng)火星大氣離子的逃逸。

戎昭金表示，這項(xiàng)研究為認(rèn)識(shí)火星大氣離子逃逸物理過(guò)程提供了關(guān)鍵事實(shí)依據(jù)，加深了對(duì)火星離子逃逸的認(rèn)識(shí)。（記者 陸成寬）

來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)