美国国家航空航天局的MAVEN观察消失的太阳风

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美国国家航空航天局的MAVEN观察消失的太阳风。鸣谢:美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心

（）据美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心（威洛·里德）：2022年12月，美国国家航空航天局的MAVEN(火星大气和挥发演化)任务观察到一股不断从太阳发出的带电粒子流戏剧性地意外“消失”，这种粒子流被称为太阳风。这是由一种特殊类型的太阳事件引起的，这种事件非常强大，当它穿过太阳系时，在其尾流中创造了一个真空。

由于这一事件，MAVEN在火星上的测量结果显示，组成太阳风的粒子数量显著下降。没有太阳风的压力，火星大气层和磁气圈扩张了数千公里。MAVEN是目前火星上唯一能够同时观察太阳活动和火星大气对这些太阳影响的反应的设备。

“当我们第一次看到这些数据，以及太阳风的下降是多么惊人，这几乎是难以置信的，”爱荷华大学教授贾斯珀·哈利卡斯说，他是关于这一事件的一项新研究的主要作者。“我们成立了一个工作组来研究这一事件，我们发现这一时期有许多令人难以置信的发现。”

火星像我们太阳系中的所有行星一样，不断地沉浸在太阳风中。太阳风对火星磁层和电离层施加压力，并推动大部分大气逃逸。2022年12月的太阳事件是由移动速度较快的太阳风超过移动速度较慢的太阳风引起的，后者就像一把扫帚，将这两个区域清扫并压缩在一起。

这种相互作用被称为流相互作用区，在其尾流中留下了罕见的极低密度太阳风空洞，这是MAVEN观察到的。太阳风的“消失”导致了火星磁层和电离层之间一些令人难以置信的相互作用。

随着太阳风的密度下降100倍，它导致压力下降，地球的磁层和电离层能够扩展数千公里——超过典型大小的三倍——并显著改变了特征。通常嵌入火星电离层的太阳磁场被向外推，这将电离层从磁化状态转变为未磁化状态。

与此同时，太阳风和磁气圈之间的层变得异常的电磁平静。MAVEN对这一戏剧性事件以及随后整个系统的转化和膨胀的观察，对于更好地理解驱动火星大气和水流失的物理学非常重要。

“我们真的开始看到当太阳风被有效移除时，火星是如何反应的，”Halekas补充道。“这是一项关于火星如果围绕一颗不太‘多风’的恒星运行会是什么样子的重大异常研究。”

如此规模的消失太阳风事件极其罕见，并且是在太阳活动日益活跃的时候产生的，因此这是MAVEN任务第一次有机会观察到这种现象。虽然火星和地球上的其他航天器也观察到了这一事件的各个方面，但只有MAVEN能够同时测量太阳和火星大气对太阳的反应。

“观察极端条件在科学上总是无价的，”加州大学伯克利分校MAVEN的首席研究员香农·库里说。“MAVEN旨在观察太阳和火星大气之间的这种相互作用，该航天器在这一真正异常的太阳事件中提供了特殊的数据。”

随着太阳走向其11年活动周期的高峰期，MAVEN任务可能会对我们理解极端太阳事件产生更大的影响。

“这确实显示了MAVEN在火星上发挥的跨部门作用，”位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心太阳物理科学部副主任兼MAVEN副首席研究员吉娜·迪布拉西奥说。“MAVEN不仅在观察火星大气的动态，它还在监测太阳输入，以增强我们对太阳的了解。”

这项研究在旧金山举行的美国地球物理学联合会秋季会议上发表。