火星大气层曾经和当今地球一样厚,如今却薄不可见,主因为火星内部构造无法形成完整磁层保护大气层,后者便被太阳风经年累月的剥离。但去年 12 月,太阳风因缘际会“消失”了 2 天,导致火星向阳大气层立刻膨胀到平时大小 4 倍,这对理解火星演化史是非常有价值的情报。
太阳风(olar wind)是从太阳上层大气射出的超高速电浆(带电粒子)流,行迹遍布太阳系,甚至可抵达冥王星,而 NASA 的 MAVEN 火星轨道飞行器自 2014 年以来,一直在观测火星大气与它们如何响应太阳种种行为。
而去年圣诞节,MAVEN 探测器在它的十年生涯中,第一次侦测到太阳风突然完全消失在火星附近的非典型事件。
火星和太阳系其他行星一样,一生不断被太阳风吹拂,不幸的是火星没有磁场保护自己,因此太阳风过去数十亿年不断驱使火星大气逃逸,导致如今火星环境一片荒芜。
然而行星大气变化如此动态,2022 年 12 月一场特殊类型太阳事件爆发,使移动速度较快的太阳风跃过移动速度较慢的太阳风,前者就像扫帚压缩 2 个区域并在尾迹形成罕见“真空”区,于去年圣诞节前后抵达火星附近,MAVEN 幸运观测到这一现象。
MAVEN 测量表明,当时构成太阳风的粒子数量明显下降(密度下降 100 倍),在少去太阳风吹拂压力后,天文学家更目睹火星大气层、磁层因此扩大数千公里,简直是最好的圣诞礼物。
观察到此一戏剧性事件及随后整个系统的转变,能让科学家更了解导致火星大气和水流失的物理原理,随着太阳接近活动极大期,MAVEN 可能帮助我们看到极端太阳事件如何影响火星大气的全新一面,也有助于我们了解太阳系外类地行星如何与宿主恒星相互作用。