火星磁尾为何会扇动?

航天器揭示了火星夜间薄薄的、载流等离子体片上下运动的关键驱动因素。

来源:Eos杂志

太阳不断向各个方向发射带电、携带磁场的粒子或等离子体。这种太阳风与太阳系行星和其他天体的磁场和大气相互作用,形成带电粒子的长磁尾——磁尾——延伸到它们后面的太空。

磁尾含有薄层的载流等离子体片,有时会以上下波动的方式“拍打”。航天器观测表明,地球磁尾的拍动是由一种称为磁重联的过程驱动的,在该过程中,磁场线迅速断裂,然后以新的结构重新组合在一起,释放储存的能量。然而,在地球之外重新连接是否发挥同样的作用迄今为止仍然是一个谜。

Wen等人报告了磁重联也可能引发火星磁尾扑动的第一个证据。

与地球不同,火星在数十亿年前就失去了全球磁场。但它仍然拥有磁尾,这在很大程度上要归功于太阳风和高层大气中带电粒子之间的相互作用。嵌入火星地壳某些区域的强磁场(其失去的全行星磁场的残余物)也会影响磁尾。

直到最近,火星磁尾只能通过美国宇航局火星大气和挥发性演化(MAVEN)航天器的观测来研究。 MAVEN 表明,火星磁尾具有高度动态性,其结构可以扭曲、移动和拍打,带电粒子可以从该结构逃逸到太空中。但由于 MAVEN 一次只能观察磁尾的一部分,因此它无法识别哪些过程可能会触发拍动。

虽然还需要更多的研究来证实这些发现,但它们为能量在火星(可能还有其他行星和天体)周围的空间中移动和释放的方式提供了新的线索。 (AGU 进展,https://doi.org/10.1029/2026AV002343,2026)

—莎拉·斯坦利,科普作家

CC BY-NC-ND 3.0