美國國家航空航天局的MAVEN觀察消失的太陽風。鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心
（神秘的地球uux.cn）據美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心（威洛·裏德）：2022年12月，美國國家航空航天局的MAVEN(火星大氣和揮發演化)任務觀察到一股不斷從太陽發出的帶電粒子流戲劇性地意外“消失”，這種粒子流被稱為太陽風。這是由一種特殊類型的太陽事件引起的，這種事件非常強大，當它穿過太陽係時，在其尾流中創造了一個真空。
由於這一事件，MAVEN在火星上的測量結果顯示，組成太陽風的粒子數量顯著下降。沒有太陽風的壓力，火星大氣層和磁氣圈擴張了數千公裏。MAVEN是目前火星上唯一能夠同時觀察太陽活動和火星大氣對這些太陽影響的反應的設備。
“當我們第一次看到這些數據，以及太陽風的下降是多麽驚人，這幾乎是難以置信的，”愛荷華大學教授賈斯珀·哈利卡斯說，他是關於這一事件的一項新研究的主要作者。“我們成立了一個工作組來研究這一事件，我們發現這一時期有許多令人難以置信的發現。”
火星像我們太陽係中的所有行星一樣，不斷地沉浸在太陽風中。太陽風對火星磁層和電離層施加壓力，並推動大部分大氣逃逸。2022年12月的太陽事件是由移動速度較快的太陽風超過移動速度較慢的太陽風引起的，後者就像一把掃帚，將這兩個區域清掃並壓縮在一起。
這種相互作用被稱為流相互作用區，在其尾流中留下了罕見的極低密度太陽風空洞，這是MAVEN觀察到的。太陽風的“消失”導致了火星磁層和電離層之間一些令人難以置信的相互作用。
隨著太陽風的密度下降100倍，它導致壓力下降，地球的磁層和電離層能夠擴展數千公裏——超過典型大小的三倍——並顯著改變了特征。通常嵌入火星電離層的太陽磁場被向外推，這將電離層從磁化狀態轉變為未磁化狀態。
與此同時，太陽風和磁氣圈之間的層變得異常的電磁平靜。MAVEN對這一戲劇性事件以及隨後整個係統的轉化和膨脹的觀察，對於更好地理解驅動火星大氣和水流失的物理學非常重要。
“我們真的開始看到當太陽風被有效移除時，火星是如何反應的，”Halekas補充道。“這是一項關於火星如果圍繞一顆不太‘多風’的恒星運行會是什麽樣子的重大異常研究。”
如此規模的消失太陽風事件極其罕見，並且是在太陽活動日益活躍的時候產生的，因此這是MAVEN任務第一次有機會觀察到這種現象。雖然火星和地球上的其他航天器也觀察到了這一事件的各個方麵，但隻有MAVEN能夠同時測量太陽和火星大氣對太陽的反應。
“觀察極端條件在科學上總是無價的，”加州大學伯克利分校MAVEN的首席研究員香農·庫裏說。“MAVEN旨在觀察太陽和火星大氣之間的這種相互作用，該航天器在這一真正異常的太陽事件中提供了特殊的數據。”
隨著太陽走向其11年活動周期的高峰期，MAVEN任務可能會對我們理解極端太陽事件產生更大的影響。
“這確實顯示了MAVEN在火星上發揮的跨部門作用，”位於馬裏蘭州格林貝爾特的美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心太陽物理科學部副主任兼MAVEN副首席研究員吉娜·迪布拉西奧說。“MAVEN不僅在觀察火星大氣的動態，它還在監測太陽輸入，以增強我們對太陽的了解。”
這項研究在舊金山舉行的美國地球物理學聯合會秋季會議上發表。