发现水星存在磁暴与环电流 破解近半个世纪的谜题
据科技日报:北京大学地球与空间科学学院宗秋刚教授研究团队发现水星存在磁暴与环电流,破解了近半个世纪的谜题。
相关研究成果于17日分别发表在国际学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications)和《中国科学:技术科学》(Sci China Tech Sci)上。
磁暴是太阳风与磁层相互作用所引发的磁场扰动,是众多空间天气事件中最具危害性的一种。
目前,土星、木星磁层中的数千到数十万电子伏特的捕获离子所组成的环电流的存在已在观测中得到证实。
因此,与之相关的磁暴现象能否发生在太阳系乃至整个宇宙中其他行星的磁层,成为目前极具研究价值的课题之一。
在太阳系中,水星是距离太阳最近也是最小的行星,拥有和地球类似的内禀磁场,可抵御太阳风冲击并形成磁层。
然而,由于水星的磁场强度不到地球磁场的百分之一,它所支撑的磁层在空间尺度上要比地球磁层小数十倍。
此外,水星的大气层近乎逃逸殆尽,无法提供显着电离层。
此前,学界普遍认为,水星磁层过小,无法容纳被稳定捕获的能量粒子,因此倾向于认为水星不存在环电流和磁暴。
宗秋刚团队综合分析了美国国家航空航天局信使号(MESSENGER)水星探测器为期5年的观测数据。
观测显示,水星的环电流在向阳面呈分叉状,与地球的赤道环电流在形态上有很大差异,这一形态与试验粒子模拟结果高度吻合。
这主要是在强太阳风压缩水星磁层的条件下,质子经历Shabansky轨道导致的。
这些观测结果为水星磁层中存在环电流提供了确凿证据。
研究显示,水星磁层中存在类似地球磁层中的环电流,并引发水星磁暴。
研究结果对理解太阳系行星演化有重要启示。
"而这个顺序则是根据与太阳之间的距离来排的。
也就是说,水星是距离太阳最近的一颗,而海王星则是最远的一颗。
在这种情况下,按理说水星从太阳获得的能量应该是相对最足的。
但水星却一直都是太阳系八大行星里面比较灰暗的一颗,它的亮度甚至还不如地球的卫星月亮。
并且,水星的阴暗一直以来都是一个谜。
论防晒的重要性:离太阳最近,水星已被晒成大黑脸 而现在,科学家或许对这个问题有了全新的认知。
这也要感谢一颗水星探测器信使号的"英勇就义",才能够使我们了解到,原来这是由于水星表面积碳所导致的! 去年五月份,在环绕水星轨道旋转了4104圈之后,信使号义无反顾的选择了以撞击的方式登陆了水星。
万幸的是,它所带的一些仪器依然可以使用。
在此之前,主流的观点是水星脸黑的原因是由于富含铁矿。
而现在,信使号的探测器上的中子谱仪和X射线分析结果显示:这样的原因是因为大量的碳存在,而非铁矿。
并且,这些碳覆盖到水星上的时间并非十分久远。
根据分析,水星在"青年时期"是非常热的,表面几乎全部被熔融岩浆所覆盖。
而在冷却之后,大多数矿物固化并下沉,碳则浮在了表面,就成了现在的样子。
当然,你也可以理解为:正是因为它离太阳过于的近,所以被烤糊了...... 然而遗憾的是,信使号没能"活着"等到这一谜题解开的时刻,因为它早已失去了联系,永远的消失在了水星上面。
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