圖:NASA

一系列令人驚豔的美國太空總署(NASA)動畫顯示出太陽是如何慢慢地剝奪掉火星的大氣層。

逐漸消失的大氣

在火星最初期的日子中,它可能曾經是一個可居住的星球,而不是現今乾燥且荒涼的世界。這很有可能是因為數十億年來,火星的大氣層逐漸往太空中中散去。

過去試著解釋火星是如何逐漸失去其大部分的大氣層的研究都將主要原因指向火星表面巨大的塵暴。然而,最新的研究認為,火星微弱的磁層(magnetosphere)及以每小時 100 萬英里(約每小時 160 萬公里)的速度向外吹的太陽風(solar wind)之間的磁互動才是將火星的大氣層趕走的原因。

被強力太陽吹跑的大氣層

為了理解出火星是如何失去其大氣層,一個科學團隊藉由 NASA 的 MAVEN 太空船(Mars Atmosphere and Volatile Evolution,全名火星大氣與揮發物演化)在繞著火星運行時所收集的數據,創造出了一系列的動畫。這些動畫顯示出火星的磁層太過微弱,以致於無法保護火星避免強烈的太陽風,造成火星的大氣層逐漸被太陽風給吹走。此新動畫也提供了截至目前為止最佳的影像來觀測環繞火星的電流。

長期以來,我們知道地球的磁場所產生的磁層保護著我們的星球免於地球危險的射線及太陽風(solar wind)。然而,火星並沒有磁場。取而代之地,從太陽上大氣層所釋放的帶電粒子,也就是所謂的太陽風,與火星的大氣層反應而製造出了感應磁層。實驗數據顯示太陽風及感應磁場包覆著火星。

同時,來自太陽的 X 射線及紫外線輻射持續不斷地離子化火星的上部大氣層,導致大氣層能夠導電。研究的主要領導人羅賓·蘭斯德博士(Robin Ramstad)表示:「火星的大氣層表現得有點像一個包圍住電路的金屬球。那個電路是直接由強烈的太陽風所造成。」

於太陽風中的感應電流會將太陽風的能量傳給加速火星大氣層形成帶電粒子的磁場及電場,因此而造成了火星的大氣層向太空中散去。在沒有大氣保護下,太陽風逐漸地摧殘火星,使其從一個溫暖且濕潤的世界變成了一個寒冷又乾燥的沙漠。

參考資料:

  1. Robitzski, D., (2020, May 27). This Video of Mars’ Leaking Atmosphere Could Make Elon Musk Cry. Futurism
  2. Rabie, P., (2020, May 27). These Trippy Martian Visuals Hold Clues to Why the Planet Lost Its Atmosphere. Inverse
  3. Ramstad, R. et al., (2020, May 25). The global current systems of the Martian induced magnetosphere. Nature Astronomy. doi.org/10.1038/s41550-020-1099-y
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