摇滚范儿,火星大气中探测到金属离子【必威b

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摘要:火星金属伴随持续不断的流星雨来到火星“安家”,这些陨石进入大气层后,其内的金属原子会挥发、电离并留在大气中。这些金属离子可用来推测火星电离层中的大气活动,帮助科学

火星金属伴随持续不断的流星雨来到火星“安家”,这些陨石进入大气层后,其内的金属原子会挥发、电离并留在大气中。这些金属离子可用来推测火星电离层中的大气活动,帮助科学家揭开火星大气为何正在消失,从而将这个数百万年前支持生命存在的世界变成如今的寒冷荒漠。

“MAVEN正在观测一股逃逸大气粒子形成的极羽。”项目负责人、科罗拉多大学的布鲁斯·贾科斯基说,“大气极有可能主要是经此途径流失的。”

一个美国火星探测器的最新探测结果显示,火星大气中有金属离子持久存在。这是第一次有确凿证据表明金属离子存在于地球以外的另一个行星上,而且是持久存在。

必威betway,科技日报北京4月11日电 美国国家航空航天局戈达德航天飞行中心科学家在10日出版的《地球物理学研究通讯》杂志发表论文,公布其“火星大气与挥发演化任务”探测器最新结果:火星大气上部存在金属离子层并不是偶然事件,而是一种与地球大气电离层类似的永久存在。这是第一次有确凿证据表明金属离子持久存在于地球以外的另一个行星上。

MAVEN还探测到了火星大气电离层中一个长期存在的金属离子层。这些金属离子来自太阳系碎片,比如彗星尘埃和陨石,当它们进入火星大气后会被加热,然后燃烧、蒸发,甚至电离。“去年10月赛丁泉彗星近距离掠过火星时,MAVEN曾检测到了与彗星尘埃相关的金属离子层。”贾科斯基说,“今年2月,当MAVEN进行首次深潜活动,将轨道降至海拔125千米的最低点时,我们立即发现高层大气中仍有金属离子。由于当时并没有彗星经过,这应该就是我们所预期的长期存在的金属离子层。”

美国航天局近日发表声明说,过去两年里,该机构“火星大气与挥发演化”探测器在这颗红色星球的上层大气中探测到了铁、镁与钠离子。这些金属离子来自微小流星体形成的流星雨。

格列波斯基表示,通过观测火星电离层,还可以比较地球和火星完全不同环境下的陨石离子,更好地预测星际尘埃对太阳系内其他星体大气的影响,并有助于对离子层和大气层的化学性质展开深入研究。

参与MAVEN任务的科罗拉多大学科学家大卫·布莱恩说:“当追踪模型中的粒子轨迹时,极羽看起来有点像‘莫霍克发型’。”

由于流星雨现象在整个太阳系内普遍存在,研究人员认为,太阳系中所有有大气层的行星及卫星,其大气里可能都有金属离子。

科学家们之前通过火箭、雷达和卫星等已经发现地球上空大气中的金属离子层,并通过射频信号反射间接证明太阳系内其他星球也存在金属离子层。最近两年多来,MAVEN探测器利用携带的中性气体和离子质谱仪,在火星上层大气中连续探测到铁、镁、钠等金属离子。论文主要作者约瑟夫:格列波斯基表示:“如果说2014年赛丁泉彗星近距离掠过火星时,MAVEN检测到的金属离子是偶然性事件,那这些年的持续监测结果证明,我们首次在地球以外的另一个星球大气中直接探测到金属离子的永久存在。”

MAVEN还绘制了火星大气粒子逃逸图像,据此能测算出逃逸速度如何改变太阳系的历史。

此前,只有间接证据表明金属离子存在于地球外的其他太阳系行星中。比如,人类探测器在向地球发回信号时,其中一些信号会被这些行星的大气层阻挡,这被解释为受到电离层中的电子干扰,其中一些被认为与金属离子相关。

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MAVEN于2013年11月18日发射,其任务是弄清火星是如何失去大气,从而导致几十亿年前有可能支持生命存在的火星气候变成了如今寒冷荒芜的状态。

研究人员指出,2014年赛丁泉彗星近距离造访火星时,在火星大气中曾探测到与此彗星相关的金属离子,但当时并不清楚火星大气中是否有金属离子长期存在。

NASA:火星大气存在永久性金属离子层 行为方式与地球离子层完全不同

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流星体高速进入火星大气层时被加热蒸发,其中的金属原子被电离成金属离子。研究人员相信,火星大气含有金属离子是其持久性特征之一。

研究人员还发现,火星大气金属离子行为方式和分布与地球离子层完全不同。他们解释说,地球内核产生的强大磁场遍布整个地球,这个强大磁场和离子风“协作”,迫使金属离子呈现层状分布,但火星只有来自某些地壳区域的局部磁场,因此其金属层呈区域性分布。

如果行星有个性,火星的表现很像“摇滚明星”——头顶“莫霍克发型(两侧头发剃掉,中间头发高高竖起)”,身穿一层金属粒子“外衣”,火星极光偶尔闪烁,可谓“摇滚范儿”十足。这是美国国家航空航天局火星大气与挥发演化探测器向我们描绘的火星面貌。据物理学家组织网22日报道,MAVEN最新发布的结果显示,“莫霍克发型”源于火星两极大气粒子的逃逸运动;“金属外衣”为含有金属离子的高层大气;火星极光则由太阳风暴的轰击造成。

太阳风与火星高层大气中的带电离子相互作用的计算机模拟图。

此外,MAVEN还看到了日冕物质抛射颗粒直接影响火星高层大气所形成的极光,一次发生在去年圣诞节前,还有两次出现在今年3月。在地球上,由于磁场的作用,极光主要出现在南北极地区;而在火星上,极光更加分散,甚至还可能带动大气中的气体逃逸到太空。

来自太阳和宇宙空间的辐射会使火星高层大气中的原子发生电离。太阳风和更加猛烈的太阳活动,如太阳耀斑和日冕物质抛射所产生的电力和磁力,能够将这些带电离子从火星高层大气中剥去,使大气变得越来越稀薄。MAVEN的目标是发现哪些机制造成的火星大气损失最为突出,并对火星大气层遭受侵蚀的速度进行评估。

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