中国科学院地质与地球物理研究所的科学家们利用火星大气与挥发物演化任务(MAVEN)探测器收集的数据,对火星磁尾电流片中的逃逸离子流进行了深入分析,并取得了突破性发现。他们首次观察到火星大气中的离子在磁尾电流片中有时会以高能量、高流量的形式快速逃逸。这项发现已经发表在《地球物理研究快报》上。

火星,这个与地球同处太阳系宜居带的邻居,拥有与地球相似的丰富地貌,包括高山、平原和河流。科学家们曾推测,大约在37亿年前,火星可能也是一个适宜生命存在的星球。然而,现在的火星却变成了一个大气稀薄、干燥寒冷的星球。火星的大气和水分是如何消失的,它们去了哪里?目前普遍认为,太阳风是导致火星大气和水流失的主要因素。

中国科学院地质地球所的研究员戎昭金指出,大约37亿年前,火星内核的磁场发电机停止了工作,导致火星失去了全球性的磁场保护,使得太阳风能够直接冲击火星的大气层,加速大气离子的逃逸。通过多年的卫星观测,科学家们已经大致了解了火星大气离子的逃逸模式,并发现了两条主要的逃逸路径。但是,对于具体的逃逸过程和物理现象,科学家们的认识还不够深入。

在这次研究中,科学家们专注于火星磁尾电流片这一关键区域。他们发现,在某些情况下,火星磁尾电流片中会出现高速的离子流,主要由火星大气中的重离子组成,这些离子的能量可以达到约1200电子伏特,逃逸速度约为每秒100公里。这一速度远超过了以往的研究认知,先前的研究表明火星磁尾电流片中的离子能量通常不超过50电子伏特,逃逸速度为每秒20公里。

戎昭金强调,尽管这些高速离子流的出现频率不高,但它们对火星大气离子的逃逸有着显著的增强作用。这项研究为理解火星大气离子逃逸的物理过程提供了重要的事实支持,进一步加深了我们对火星离子逃逸现象的理解。文章由刘义阳编辑,朱丽审核。


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