穿过太阳系的“虚空”炸毁了火星的大气层

在一阵特别强大的太阳风之后留下的空隙导致了大气层火星急剧向外膨胀。

2022 年 12 月 26 日，当风经过火星时，环绕火星轨道的 MAVEN 航天器记录了太阳粒子的突然急剧下降，同时记录了火星大气层的奇异和惊人变化。这颗行星的磁层和电离层扩大了数千公里，面积增加了两倍多。

我们上一次看到这种现象是在1999年，当时太阳风的突然下降导致地球的磁层向外膨胀，体积增加 100 倍.

当火星在太阳系中的条件突然发生变化时，这是罕见的一瞥，并且可以让我们深入了解类似太阳系的行星如何与不同种类恒星周围的环境相互作用。

这也是一种只能在原位进行的测量——展示了将航天器置于太阳系不同世界的轨道上的价值，以观察它们如何与其他一切相互作用。

“当我们第一次看到这些数据时，以及太阳风的下降是多么剧烈，这几乎令人难以置信。天文学家贾斯珀·哈莱卡斯（Jasper Halekas）说爱荷华大学（University of Iowa）和该事件新研究的主要作者。

“我们成立了一个工作组来研究这一事件，我们发现这段时间充满了令人难以置信的发现。

太阳风在太阳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，从太阳向各个方向吹出，无时无刻不在，在整个太阳系中产生环境压力，随着距离的延长而减弱，最终在太阳系中减弱。称为日球层顶的边界.

但是该流的强度会随着太阳活动而波动。例如，区域太阳磁场减弱在太阳表面可以释放出更强大的太阳风，用更强大、更多的太阳粒子轰击系统。

2022年12月26日火星阵风的风再次不同。它由两股太阳风组成，一股较慢的太阳风被从后面吹进来的较快的风卷起并吞没，然后继续向外形成一股超级风。

MAVEN记录了来自这种双太阳风的更高密度的粒子。一旦风经过轨道天文台，就检测到粒子密度显着下降 - 极弱和低密度太阳风的罕见空隙，太阳风压力也下降。密度下降了 100 倍。压力下降了 10 倍。

而且，随着它周围的压力下降，火星大气层也做出了反应。

太阳风通常会推动行星的磁层，在像地球这样的行星上，磁层主要是由其熔融内部的搅动产生的。现在，火星没有自己的全球磁层;但它有所谓的感应磁场，由嵌入太阳风中的磁场缠绕在火星电离层中产生。

这个电离层和其中的感应磁场大大向外膨胀，就像火星的大气层脱下了一件太紧的紧身胸衣。感应磁场变得无磁化，它与太阳风之间的层——弓形激波——变得比平时平静得多。

研究人员说，这可能会为火星和银河系其他地方的行星上如何发生大气损失提供有价值的见解。在确定是什么使行星适合居住时，这可能是拼图中的一个重要部分。

“我们真的要看到当太阳风被有效移除时，火星会如何反应。Halekas 说.“这是一个很好的异常值研究，如果火星绕着一颗不那么'风'的恒星运行，它会是什么样子。

该团队将在美国地球物理联盟 2023 年秋季会议.

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