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    最新研究發現水星空間存在東向環電流

    2022-05-17 19:48:04 來源: 科技日報 作者: 代小佩

    科技日報記者 代小佩

    記者17日獲悉,中科院地質與地球物理研究所的學者與瑞典于默奧大學、美國密歇根大學、普林斯頓大學等機構的學者合作首次發現,水星空間環境中存在著東向環電流。這一發現更新了人們對水星磁層電流體系的認知,對認識水星空間環境,科學探測水星,以及比較理解地球宜居環境演化也有重要意義。相關研究成果近日在線發表于國際學術期刊《地球物理研究快報》上。

    長期以來,人們對水星磁層的環電流情況并不清楚。有學者認為水星磁層是地球磁層的“小號”版本,所以水星應該存在類似于地球的西向環電流;有學者認為,水星不可能存在環電流;還有學者認為,水星有可能捕獲較低能量的粒子,但這些低能量粒子能否形成西向環電流卻懸而未知。由于“信使號”等離子體儀器的視場有限,獲得的等離子體整體速度、密度、溫度等參量存在一定誤差,對直接分析離子的漂移運動帶了困難。此外,即使離子漂移運動能環繞水星形成閉合路徑,如何評估這些漂移離子是否帶來顯著的西向環電流也是一大挑戰。

    為解決該難題,上述研究團隊提出,可通過分析“信使號”的磁場數據來確定水星的空間電流分布,進而確認水星空間是否存在顯著的西向環電流。他們對“信使號”近4年的磁場數據作統計分析發現,水星磁層內部并不存在西向電流環帶,卻意外發現在水星夜側磁赤道附近大約500-1000千米高度范圍內存在明顯的東向環電流。

    上述研究團隊發現,水星東向環電流主要集中在磁赤道面上,自西向東運轉,并與向陽面的磁層頂電流閉合形成回路,該東向環電流能永久性地存在于任意太陽風條件下。他們認為,太陽風離子通過擴散作用從磁層兩側進入水星磁層,在磁場的引導作用下,在夜側磁赤道面附近形成準捕獲等離子體帶。在等離子體帶的內側,徑向向外的等離子體壓力梯度與磁場共同驅動了水星的東向環電流。

    責任編輯: 陳可軒
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