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中科院地質地球所揭示火星上游太陽風的分佈和變化

5 月 18 日訊息 據中國科學院網站,中國科學院地質與地球物理研究所地球與行星物理院重點實驗室利用美國 MAVEN 火星探測器在 2014 至 2020 年期間的高精度離子和磁場觀測資料,首次對火星上游太陽風的密度、速度和動壓及行星際磁場的強度、錐角、時鐘角等物理引數展開了統計分析研究,並結合地球 1AU(AU 為日地距離單位,約 1.5 億公里)處的 OMNI 太陽風資料集,研究了在 1-1.7 AU 範圍內,太陽風等離子體引數和行星際磁場隨日心距離及太陽活動性的變化分佈(圖 2)。

▲圖 1. 太陽風等離子體流(短實線)及磁場(白線)與火星相互作用示意圖(Credit: NASA/GSFC)

▲圖 2. 在不同太陽活動條件下,行星際磁場強度、太陽風離子密度、速度、動壓隨日心距離的變化

研究顯示,相比於地球,火星處太陽風離子密度更低(1.4 cm-3)、動壓更低(0.4 nPa)、行星際磁場強度更低(1.9 nT),太陽風流速則與地球處類似,保持在 370 km/s 左右。活動高年,太陽風的磁場和動壓均比活動低年時期強。此外,研究還發現,對太陽風磁場向內的扇區較向外的扇區而言,太陽風際磁場更接近徑向(行星 - 太陽連線方向),這特別是在高年表現得尤為明顯。

據介紹,該研究系首次對火星上游(1.4-1.7 AU)太陽風物理引數的統計,拓展了學界對 1 AU 之外太陽風分佈和變化的認識,也為後續太陽風 - 火星相互作用研究及我國的火星探測計劃提供了重要的空間環境參考。

瞭解到,相關研究成果以 Statistical properties of solar wind upstream of Mars: MAVEN observations

為題,發表在 The Astrophysical Journal 上。