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MAVEN項目證實是太陽風“吹散”火星大氣
2024-11-01 07:25:39 *
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作者 主題: MAVEN項目證實是太陽風“吹散”火星大氣  (閱讀 1798 次)
peter
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« 於: 2017-04-07 17:46:21 »

MAVEN項目證實是太陽風“吹散”火星大氣
http://www.uuread.cc/QqffyyfQ.html

一個流行於行星科學家間的解釋是,火星的大氣被太陽風(以400公裡/秒及以上的速度流出太陽大量的帶電粒子)吹走。現在,NASA的MAVEN任務(Mars Atmosphere and Volatile Evolution)的科學家已經證實了這一假說。火星大氣中氬氣較重的同位素比較輕的同位素位置更低,因此可預測上層大氣中氬-36與氬-38的比值。這種分化使更輕的同位素在“濺射”過程中更容易被太陽風剝離。

濺射過程中,火星大氣與太陽風相撞,來自太陽的紫外光子首先從大氣的原子和分子撞出電子,形成離子。然後,太陽風攜帶上這些離子,旋轉並將它們中的一些甩回大氣中,讓它們再次與大氣中的中性原子和分子碰撞——例如氬–36,並將它們向任意方向“濺射”,包括完全脫離大氣層的方向。

MAVEN的觀察結果表明,如果火星一開始的氬-36含量與地球和其他太陽系天體相似,那麼今天火星上的氬-36就太少了。為瞭解釋為什麼氬-36這麼少,該團隊3月31日在《科學》雜誌上發表結論,火星歷史上大約有三分之二的大氣被“濺射”散失。



太陽風可以剝奪行星大氣的一個方法是通過一個稱為濺射的過程。 首先,紫外線從火星上層大氣中的大氣原子和分子中撞出電子,形成帶電離子(上圖)。 這些離子被太陽風(中圖)拾取,流入太陽的磁場。 隨著帶磁場的太陽風的飛過,它會拖動這些離子。 這些離子中的一些以高速(下圖)甩回到上部大氣中。 在那裡,它們與中性原子和分子碰撞,並以各個方向敲擊它們,就如桌球第一杆把球四處打散一樣。 一些原子被撞擊後擁有了足夠的速度向上逃離火星 - 換句話說,它們被“濺射”。

凱西·裡德/天空與望遠鏡。 版權所有。

這個結果與以前的火星研究一致(順便說一下,MAVEN結果包含了好奇號的測量。)其實,同位素百分比不是新聞,MAVEN的顯著貢獻是為氬同位素的分離以及氬損失的過程提供證據。
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雖然氬是一個獨來獨往的元素(惰性元素),但它不會孤單。其他大氣成分也會和它一起逃離火星。雅各斯基團隊估計,基於氬比率,火星至少損失了一半巴(其中1巴(bar)=100kpa,是地球海平面上所受的大氣壓力)的主要大氣分子——二氧化碳。這足以至少部分地解釋了為什麼火星喪失了以前更加溫暖、潮溼的氣候。

因此,MAVEN證實,現代火星之所以是一個寒冷的沙漠世界,部分原因是太陽風吹散了保護它的大氣。


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