火星大氣逃逸是研究火星氣候演化的重要課題?；鹦菦]有內(nèi)稟磁場，太陽風(fēng)電場“拾起”并加速電離層離子，形成的“羽流”是離子逃逸的重要通道。

近日，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心科研人員人員在分析“天問一號”環(huán)繞器的火星離子觀測數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)拾起離子在磁堆積邊界附近能量增加明顯，加速快于預(yù)期。磁流體動力學(xué)（MHD）全球仿真顯示，火星內(nèi)磁鞘形成了兩個強對流電場區(qū)域，在太陽天頂角40°-70°范圍內(nèi)最為顯著。如圖一所示，這是行星際磁場堆積和太陽風(fēng)等離子體繞流的共同作用的結(jié)果。根據(jù)“天問一號”觀測，電場強度的峰值位于磁堆積邊界的上邊緣或在邊界內(nèi)（如圖二所示），可高達太陽風(fēng)電場強度的五倍。進一步的測試粒子模擬表明，強電場的加速有效地使拾起離子在磁鞘內(nèi)能量翻倍。這項研究深化了我們對火星離子的獲能和逃逸過程的認(rèn)知。

圖一：強對流電場形成示意圖

圖二：測試粒子的模擬結(jié)果以及在衛(wèi)星軌道位置處模擬與觀測結(jié)果的對比

該研究由太陽活動與空間天氣重點實驗室博士研究生喬富豪、李磊研究員等人共同完成，成果已發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《地球物理學(xué)研究雜志：空間物理學(xué)》（JGR: Space Physics）上。

文章鏈接：Qiao, F., Li, L., Xie, L., Li, W., Kong, L., Tang, B., et al. (2024). Acceleration of pick‐up ions in the Martian magnetosheath: A Tianwen‐1 case study. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 129, e2024JA032461. https://doi.org/10.1029/2024JA032461

（供稿：天氣室）