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NASA研究表明ICME可能对未受保护的行星产生深远影响

NASA研究表明ICME可能对未受保护的行星产生深远影响

发布时间:2018-05-16    浏览量:1

em使用来自Venus Express的数据,研究人员展示了慢行星际日冕物质抛射(ICME)如何对没有保护性磁层的行星产生深远影响。 / em

虽然还没有人知道建立一个可居住的星球需要什么,但显然太阳和地球之间的相互作用对于使我们的星球宜居至关重要 - 在提供能量的太阳和能够保护自己免受最恶劣的太阳的行星之间达成平衡排放。我们的太阳稳定地发出光,能量和不断流动的粒子,称为太阳风,在行星向太空传播时沐浴太阳风。太阳能材料的更大爆发,称为日冕物质抛射或CME也会发生,这会破坏行星周围的大气。在地球上,这些CME的一些影响被称为磁层的自然磁性气泡所偏转。

但是有些行星,比如金星,没有保护磁层,这可能是个坏消息。 2006年12月19日,太阳喷射出一小块缓慢移动的太阳能材料。四天后,这个缓慢的芝加哥商业交易所仍然强大到足以从维纳斯的大气中剔除大量的氧气,并将它送到太空,并永远消失。

了解为什么一个小型CME产生如此强烈的影响,可能会对理解行星对于生命有利的因素产生深远的影响。这些结果出现在2015年4月9日的地球物理研究杂志上。

“如果地球没有这种保护性磁层,该怎么办?”格林科林森说,他是马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的论文的第一作者。 “磁层是地球支持生命的先决条件吗?陪审团仍然是这样,但我们通过查看没有磁层的行星,如维纳斯来检查这些问题。“

科林森的工作始于欧洲空间局的数据,或者是欧空局的金星快车,它于2006年抵达金星并执行了一项为期8年的任务。从第一年的数据研究中,科林森注意到,2006年12月23日,维纳斯的大气泄露了氧气,成为有史以来最高密度之一。与此同时,这些颗粒正在逃离,数据也显示了行星经过的恒定太阳风发生了一些不寻常的事情。

为了解更多信息,Collinson与NASA Goddard的空间科学家Lan Jian一起工​​作,他专门研究太阳风事件。使用金星快车的数据,吉将这个星球上的东西拼凑起来。它看起来像一个CME,然后她看着欧洲航天局和美国太空总署太阳和日光层观测站的观测结果。他们在12月19日发现了一个虚弱的芝加哥商业交易所,这是他们在金星附近四天后发现的一位候选人。通过测量到达金星所需的时间,他们确定它正在以每秒200英里的速度移动 - 这与CME标准相比非常缓慢,与太阳风本身的速度大致相同。

科学家们将CME划分为两大类:那些速度足够快,以便在它们远离太阳时驱动它们前方的冲击波,以及那些移动速度更慢的,如雾的滚动。快速CME已在其他行星和已知会影响大气逃逸,但以前没有人观察到缓慢的人可以做什么。

“太阳咳出了一个相当不起眼的CME,”Collinson说。 “但是这个星球的反应就好像被大量的东西击中一样。事实证明,这就像将龙虾放入沸水中,与将其放入冷水并慢慢加热一样。无论哪种方式,龙虾都不太好。“

同样,随着时间的推移,小型CME的影响逐渐消失,撕掉了金星大气层的一部分并将其拉出太空。这一观察并不能证明每个小型CME都会产生这样的效果,但明确表示这样的事情是可能的。反过来,这表明如果没有磁层,行星的大气层将极易受到来自太阳的空间天气事件的影响。

金星是一个特别不友善的星球:它比地球还热10倍,气氛如此之厚,以至于任何航天器在被击碎前最长的表面都能存活下来的时间超过两个小时。也许这种太阳风暴的脆弱性会对这种环境产生影响。无论如何,明确地了解磁层缺乏对像金星这样的行星有什么影响,可以帮助我们更多地了解我们在太阳系外部发现的其他行星的可居住性。

研究人员进一步检查了他们的数据,看看他们能否确定什么机制驱动大气层。即将到来的芝加哥商业交易所明显地推动了金星周围大气的前鼻 - 弓形震荡。科学家们还观察到弓激波内的波浪比正常情况下强100倍。

“这就好像你在风暴中经过风暴时在岩石前看到的那样,”Collinson说。 “维纳斯面前的空间变得非常浑浊。”

该团队开发了将氧气带入太空的机制的三种可能性。首先,即使是缓慢的CME,也会增加太阳风的压力,这可能会扰乱行星周围的大气从前到后的正常流动,而不是强迫太空进入太空。第二种可能性是随着CME传播的磁场将通常由金星引起的磁场通过太阳风改变成可导致大气外流的配置。或者,第三,维纳斯的弓箭内部的波浪在移动时可能会带走粒子。

Collinson表示,他将继续关注收集的八年维纳斯快车数据以获取更多信息,但他指出,在另一个星球附近看到CME是一个幸运的发现。在地球附近,我们有几艘宇宙飞船可以观测CME离开太阳,其效应离地球更近,但很难跟踪其他行星附近的这类物体。

这是一次罕见的CME观测,它提供了一个对我们自己而言非常陌生的行星的重要见解,并进而转化为地球。我们对其他世界了解得越多,我们就越了解我们自己的家庭星球的历史,以及它是如何让它成为人生的首选。

出版物:Glyn A. Collinson等人,“慢行星际日冕物质射出(ICME)对金星的影响”,“地球物理研究期刊:空间物理学”,2015年; DOI:10.1002 / 2014JA020616

资料来源:NASA的戈达德太空飞行中心Karen C. Fox

图片:ESA / NASA / SOHO / JHelioviewer

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