火星极光的新线索nn-067

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2020-05-23 00:29:32热度:作者:科普知识来源:http://www.signalshq.com

火星极光的新线索

原文标题:Shining a light on the aurora of Mars

原文来自:ESA

Posted: 2015. 11. 5

编译:Melipal 审校:数星星的猫(编译版权所有,未经许可不得转载)

ESA的火星快车号第一次结合遥测数据与针对撞击大气的电子的实地测量,为红色行星罕见的紫外少儿科普知识视频 太阳系极光带来了新线内蒙古萌宠少儿科普主题乐园索。

火星快车号探测到的火星极光。图片版权:基于J-C. Gérard et al (2015)的数据绘制

在地球上极光往往是南北半球高纬度地区天空中的壮观光影表演,其成因是太阳风与地球磁场的相互作用。

当来自太阳的带电原子粒子沿地球磁场被吸引的时候,它们会与大气中不同的分子和原子相撞,形成了天空中活跃而又多彩的帷幕和光束。通常地球上的极光呈绿色或红色,不过有时也会带有蓝色和紫色调。

这样的光影表演在其他行星上也存在,其中包括拥有强大磁场的木星和土星。不过极光甚至也可以在不具备磁场的行星(如金星和火星)上出现。

由于不具备全球性的磁场,来自太阳的粒子可以直接撞击行星大气,产生极光。

虽然火星不再具有全球性的磁场,但根据NASA火星环球勘测者号探测器的测量,地壳中残存的磁性还保留在南半球的高地中。

哪怕这样的弱场都会增大发生极光的概率。在2003年抵达火星后不久,火星快车号成为了第一架在这些地区的夜间观测到紫外极光的探测器。

现在科学家凭借10年的观测数据,在很多场合都探测到了紫外极光。他们还详尽分析了极光是在火星大气中的哪一部分如何形成的。

来自比利时列日(Liège)大学的让—克劳德·杰拉德(Jean-Claude Gérard)说:“凭借10年的数据,我们走得比初期的探测要远得多。现在我们更好地了解了这种有趣现象的特性和发生情况。”杰拉德是一篇发表在《地球物理学研究杂志:空间物理学分刊》上的研究论文的第一作者。

同样来自列日大学的洛里安·索列特(Lauriane Soret)补充说:“结果是,紫外极光是一种非常罕见且一闪即逝的现象,它们只会持续几秒钟。虽然火星快车号曾经多次从各个极光发生地点的上空通过,但日后在任何一个地点探测到的极光看上去都没有再次发科普世界手抄报内容生过。”索列特是发表在《伊卡鲁斯》杂志上一篇论文的第一作者。

火星快车号总计有113个轨道森林生态科普知识周期是从夜半球径直向下观测火星。这其中研究者证实有9个周期看到了极光,考虑一个轨道少年科普世界的主要内容周期内有时存在多次探测,总的极光观测数量是16次。

向下观测时,火星快车号可以观测极光随时间的变化,不过为了确定极光的观测,探测器需要进行倾斜穿过大气的观测。还有3次极光是这样观爱情科普知识测到的,它们的平均高度是137千米。

火星夜晚的极光。图片版权:探测器:ESA/ATG medialab;数据:J-C. Gérard & L. Soret (2015)

当火星快车号使用紫外传感器探测到极光之后,它还从自己所在的位置测量了撞击大气的电子能量。

通过结合这两种观测,科学家发现,极光只会在特殊给小孩科普世界杯条件下才会发生,这里位于开放和闭合磁力线的边界上。

此外,电子爆发以及紫外极光的位置之间一次意料之外的偏移说明,引导电子的磁力线可能相对垂直方向有所倾斜。

杰拉德解释说:“看上去辐射是由局域磁场的特殊形态控制的。当磁场开始变得开放的时候,就形成了雨伞状的结构,让高能电子得以进入。”

入射高能电子被沿残余磁力线分布的瞬变电场加速,并于大气中的二氧化碳分子发生了相互作用,产生了火星快车号观测到的紫外辐射。

索列特说:“我们现在可以借助针对这一过程的模拟,由模拟粒子的参数再现测量出的极光高度。

“我们发现,与火星地壳中已知的磁异常区成协的紫外极光是有限、罕daily science少儿科普杂志见而瞬变的现象,随时间和空间而变。它们与其他行星上的极光差异很大。”

ESA金光布袋戏世界观科普的火星快车任务科学家德米特里·蒂托夫(Dmitri Titov)说:“通过详细考察火星快车号的丰饶数据,现在我们对此类火星极光的‘运作’有了更好的了解。”

编者注

杰拉德等人撰写的论文《火星快车号探测器对紫外极光与高能电子沉降的当前观测》发表于《地球物理学研究杂志:空间物理学分刊》杂志,doi:10.1002/2015JA021150。

L·索列特等人的论文《SPICAM仪器的观测与火星极光的建模》发表于《伊卡鲁斯》杂志,doi:10.1016/j.icarus.2015.09.023。

这些结果是使用SPICAM与ASPERA仪器在2004年到2014年之间采集的。SPICAM是火星大气特性光谱研究仪器的缩写,ASPERA是空间等离子体分析仪与高能原子/电子谱仪的缩写。

(全文完)