研究证明水星也有磁暴

发布单位:香港天文学会

水星 Mercury

  由美国、加拿大和中国科学家组成的国际研究团队发现,太阳系中最小的行星水星也拥有与地球上相似的地磁风暴。他们发现包括我们太阳系以外的行星,无论其磁层大小或是否具有类似地球的电离层,是否都会发生地磁风暴。

  研究团队在今年2月份发表在两篇论文。第一篇论文证明水星有一个环形电流,一个环形的带电粒子场,在行星周围横向流动,不包括两极。第二篇证明环流触发的地磁暴的存在。

  地磁风暴是由太阳风能量转移引起的行星磁层的主要干扰。地球磁层中的此类风暴会产生极光,并会破坏无线电通讯。

  这些过程与地球上的非常相似,主要区别在于行星的大小,而水星的磁场较弱,几乎没有大气层。对于水星上地磁风暴的确认源于一个偶然的巧合,在2015年4月8日至18日,太阳发生的一系列日冕物质抛射,以及美国太空总署(NASA)2004年发射并在2015年4月30日任务结束时,坠毁在水星表面的信使号(MESSENGER,英文全写: MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging,意为「水星表面、太空环境、地球化学与广泛探索」)太空船。

  日冕物质抛射,是太阳等离子体的喷射云,一种由带电粒子构成的气体。该云包括等离子体的嵌入式磁场。事实证明,4月14日的日冕物质抛射对科学家来说是关键。它压缩了水星面向太阳的环流并增加了环流的能量。环形电流的突然增强导致了磁暴的主要阶段,但这并不意味着水星有像地球上那样的极光显示。

  在地球上,当太阳风粒子与大气粒子相互作用时,风暴会产生极光。然而,在水星上,太阳风粒子不会遇到大气层。相反,它们不受阻碍地到达表面,因此只能通过X射线和伽马射线检查才能看到。

  在发现其固有的行星磁场后,从信使号获得的结果为水星在太阳系演化中的地位提供了进一步的见解。

  研究分别刊登在:

  2022年2月17日出版的《自然·通讯》期刊,标题是:Observational evidence of ring current in the magnetosphere of Mercury

  2022年2月18日出版的《科学中国·技术科学》期刊,标题是:Magnetic storms in Mercury’s magnetosphere

【图:美国太空总署,文:节译自美国阿拉斯加大学费尔班克斯分校2022年3月30日新闻公布】

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