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覆蓋大半個(gè)火星的質(zhì)子極光如何形成:竊取電子是關(guān)鍵

2018/9/9 8:57:49 來源:新浪科技 作者:任天 責(zé)編:馬卡

據(jù)國外媒體報(bào)道,美國航空航天局(NASA)發(fā)現(xiàn)了照亮火星天空的一種新型極光,不過這些極光出現(xiàn)在火星的日照面,因此很難看到。

火星大氣與揮發(fā)物演化任務(wù)(MAVEN)火星探測器在火星上層大氣的氫氣中發(fā)現(xiàn)了神秘的增亮事件,揭示了粒子沖擊該區(qū)域時(shí)發(fā)生的相互作用。與地球上主要由電子引起的極光不同,火星上的極光事件主要是質(zhì)子涌入造成的。目前科學(xué)家已經(jīng)對這些不尋常的現(xiàn)象做出了解釋,指出這一切可以歸結(jié)于“被盜”的電子。

一開始科學(xué)家對奇特的火星極光感到很困惑。這些極光的出現(xiàn),表明質(zhì)子能夠穿過火星的磁性“弓形激波”(bow shock,太陽風(fēng)與行星磁場頂層相遇處形成的激波),并發(fā)出亮光,而這一過程通常需要電子。

研究團(tuán)隊(duì)利用MAVEN探測器的紫外光光譜成像儀對火星極光進(jìn)行了研究,揭示了紫外光連續(xù)照射數(shù)小時(shí)的情況。與此同時(shí),探測器的太陽風(fēng)離子分析儀記錄了太陽風(fēng)質(zhì)子的增強(qiáng)。據(jù)NASA稱,這些質(zhì)子在行進(jìn)過程中以這種方式“偷取”了電子,從而在火星上大氣層造就了極光。

一開始科學(xué)家對奇特的火星極光感到很困惑。這些極光的出現(xiàn),表明質(zhì)子能夠穿過火星的磁性“弓形激波”(bow shock,太陽風(fēng)與行星磁場頂層相遇處形成的激波),并發(fā)出亮光,而這一過程通常需要電子。

“答案就是盜竊,”科羅拉多大學(xué)博爾德分校大氣與空間物理實(shí)驗(yàn)室的賈斯汀·戴罕(Justin Deighan)說,“當(dāng)接近火星時(shí),與太陽風(fēng)一起涌入的質(zhì)子從火星周圍巨大的氫氣云邊緣竊取電子,從而轉(zhuǎn)變?yōu)橹行缘脑印9渭げㄖ荒苻D(zhuǎn)移帶電粒子,因此這些中性原子一直持續(xù)通過。”

據(jù)專家介紹,相比地球上的極光,火星上這種質(zhì)子極光發(fā)生的頻率要高得多,這很大程度上要?dú)w結(jié)于地球具有比火星更強(qiáng)大的磁場。

地球上的極光較為罕見,并且只能在極地附近的小范圍內(nèi)看到。相比之下,火星的質(zhì)子極光可以出現(xiàn)在任何地方。研究人員稱,質(zhì)子極光也可能常見于金星和土星的衛(wèi)星“泰坦”(土衛(wèi)六),這兩個(gè)星球都缺乏磁場的保護(hù),并且上大氣層含有豐富的氫。

極光及其觸發(fā)因素

南極光和北極光是發(fā)生在地球大氣層中的自然奇觀,又被稱為“歐若拉”(Aurora)——古羅馬神話中的黎明女神。北極光被稱為“Aurora Borealis”,意為“北方的黎明”;南極光被稱為“Aurora Australis”,意思是“南方的黎明”。

地球的極光能呈現(xiàn)出許多種顏色,但淡綠色和粉紅色是最常見的。

極光是地球周圍一種大規(guī)模放電的過程。來自太陽的帶電粒子與地球大氣層相遇,在磁場作用下,一部分粒子沿磁場線集中到南北兩極。當(dāng)它們進(jìn)入極地的高層大氣(80千米以上)時(shí),與大氣中的原子和分子(包括氫和氦)碰撞并激發(fā),釋放出圍繞著磁極的光芒,即極光。地球的極光能呈現(xiàn)出許多種顏色,但淡綠色和粉紅色是最常見的。

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關(guān)鍵詞:質(zhì)子,極光

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