NASA的MAVEN观测到正在消失的太阳风

2022年12月，美国宇航局的MAVEN(火星大气和挥发性演化)任务观察到太阳不断发出的带电粒子流(即太阳风)戏剧性且出人意料的“消失”。这是由一种特殊类型的太阳事件引起的，这种事件非常强大，当它穿过太阳系时，它在尾迹中产生了一个真空。

由于这一事件，MAVEN在火星上的测量表明，构成太阳风的粒子数量显着下降。在没有太阳风压力的情况下，火星大气层和磁层扩大了数千公里。MAVEN是目前火星上唯一能够同时观测太阳活动和火星大气对这些太阳影响的反应的资产。

爱荷华大学教授、该事件一项新研究的主要作者贾斯珀·哈勒卡斯(JasperHalekas)表示：“当我们第一次看到这些数据以及太阳风下降的幅度有多大时，几乎令人难以置信。”“我们成立了一个工作组来研究这一事件，我们发现这个时期有丰富的令人难以置信的发现。”

火星和我们太阳系中的所有行星一样，不断地沉浸在太阳风中。太阳风对火星磁层和电离层施加压力，并驱使大部分大气逃逸。2022年12月的太阳事件是由移动速度较快的太阳风超过移动速度较慢的太阳风引起的，太阳风就像扫帚一样，将两个区域扫过并压缩在一起。

这种相互作用被称为流相互作用区域，在其尾迹中留下了罕见的极低密度太阳风空隙，MAVEN观测到了这一现象。太阳风的“消失”导致了火星磁层和电离层内一些令人难以置信的相互作用。

随着太阳风的密度下降100倍，导致压力降低，行星的磁层和电离层能够扩大数千公里——是典型大小的三倍多——并且性质发生巨大变化。通常嵌入火星电离层内的太阳磁场被向外推，这将电离层从磁化状态转变为非磁化状态。

与此同时，太阳风和磁层之间的电磁层变得异常安静。MAVEN对这一戏剧性事件以及随后整个系统的转变和扩张的观察对于更好地了解导致火星大气和水流失的物理原理非常重要。

哈勒卡斯补充道：“我们确实正在观察当太阳风被有效消除时火星会如何反应。”“如果火星绕着一颗‘风’较小的恒星运行，它会是什么样子，这有助于对火星进行一项伟大的异常研究。”

这种规模的太阳风消失事件极其罕见，并且是在太阳活动增强的时候产生的，因此这是MAVEN任务第一次有机会观察到这种现象。虽然火星和地球上的其他航天器也观察到了这一事件的各个方面，但只有MAVEN能够同时测量太阳和火星大气对此事件的反应。

加州大学伯克利分校MAVEN首席研究员ShannonCurry表示：“观察极端条件在科学上始终具有无价的价值。”“MAVEN的设计目的是观察太阳和火星大气之间的这些类型的相互作用，并且该航天器在这次真正的异常太阳事件期间提供了特殊的数据。”

随着太阳接近太阳活动极大期，即其11年活动周期的顶峰，MAVEN任务可能会对我们对极端太阳事件的理解产生更大的影响。

“这确实显示了MAVEN在火星上发挥的跨部门作用，”MAVEN副首席研究员兼马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心太阳物理科学部副主任吉娜·迪布拉西奥(GinaDiBraccio)说。“MAVEN不仅观察火星大气的动态，还监测太阳输入，以增强我们对太阳的了解。”