
這些地圖顯示了穿過水星表麵的粒子(上麵兩行是質子,下麵兩行是電子)的下落。粒子的下落取決於太陽風中質子和電子行進的行星際磁場(IMF)的方向。第一行代表指向北方的IMF,第二行代表指向南方的IMF,如圖所示,太陽位於左側。每一列代表不同能級的粒子,在第一行圖像上標出。致謝:uux.cn/費德裏科·拉沃倫蒂(2023)
(神秘的地球uux.cn)據行星科學研究所:一項新的研究繪製了太陽風中質子和電子的下落到水星表麵地理位置的地圖,讓科學家們對與太陽的相互作用如何改變表麵並產生水星非常稀薄的大氣有了新的認識。
行星科學研究所的高級科學家伊麗莎白·A·詹森(Elizabeth A. Jensen)說:“研究人員檢查了太陽風中質子和電子的下落,通常根據一天中的時間(黎明、中午、黃昏)而不是地理位置(經度)來繪製表麵的下落圖,”她是發表在《行星科學雜誌》上的論文“太陽風等離子體降水到水星表麵的地圖:地理視角”的合著者。
“這是第一篇近距離觀察太陽風帶電粒子如何影響水星表麵的論文之一,太陽風帶電粒子是表麵位置和下落質子和電子能量的函數。這對研究地表性質的科學家來說很重要。”
“我們試圖了解質子和電子撞擊地表的位置,並在這個過程中對風化層和大氣產生物理影響。在以前的地圖中,它們顯示了在一天的某個時間有多少質子和電子撞擊地表。但是,舉例來說,黎明出現在地表的所有地方。所以你可能會認為撞擊表麵的質子和電子的數量應該完全相同。”
“然而,水星有這種非常奇怪的軌道和自轉特性。水星每繞太陽轉一圈,它就繞它的軸轉三圈。我們稱之為3比2自旋軌道共振。所以水星日持續的時間比水星年短一點。不僅如此,水星還比其他人花更多的時間麵對太陽。此外,軌道是橢圓形的,而不是圓形的,所以太陽風的物質數量平均來說是不同的,這取決於它在軌道上的位置,”詹森說。
“繪製這些粒子的下落圖,不僅需要考慮自旋軌道共振和橢圓軌道內的位置,還需要考慮太陽風與水星磁場的相互作用,”詹森說。“這是一個有許多活動部件的複雜係統。為了將一天中的時間圖轉換為地理圖,描述質子和電子從太陽風穿過水星磁場的建模結果在相當於一個完整水星日的時間跨度內進行了積分,大約持續了水星圍繞太陽的兩個完整軌道。”
PSI的Deborah Domingue也是法國尼斯藍色海岸大學藍色海岸天文台拉格朗日實驗室的Federico Lavorenti和意大利比薩大學fisi ca“e . Fermi”部門的論文合著者。Lavorenti是模擬太陽風與磁場相互作用的專家,Domingue研究過行星表麵與太陽風之間的相互作用。
“這是否意味著太陽風改變了水星表麵的風化層?是的,太陽風確實改變了地表。正是太陽風的相互作用幫助產生了外逸層,這是一個非常薄的大氣層,太空風化了構成表麵的礦物質,”多明戈說。“本文並不關注外逸層的產生或表麵的空間風化,而是提供了研究這些現象的人所需的整個表麵輻射通量變化的信息。”
與水星相反,地球大氣層太厚,太陽風質子和離子一般無法到達地球表麵。此外,地球的磁場隻讓極地區域向內陸開放。這就產生了北極附近的北極光,南極附近的南極光,以及極地雨等效果。
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