武大团队新发现!火星并非完全“裸奔”

长江日报大武汉客户端3月15日讯(记者汪洋 通讯员武柳青)没有全球固定磁场的火星,在狂暴的太阳风面前,真的毫无防护吗?近日,武汉大学地球与空间科学技术学院袁志刚、黄狮勇、林仁桐团队联合中国科学技术大学、南方科技大学等单位学者给出了颠覆性答案——即便在最极端的太空环境下,火星仍能形成感应磁层,构筑一道抵御太阳风的隐形盾牌。

武大团队用图示展现太阳系中的行星。记者汪洋 摄

火星作为太阳系内与地球最为相似的行星,长期以来是宜居性与生命探索的核心目标。火星和地球最大的不同,就是它早已失去了内核产生的全球主磁场。没有“天生磁场”保护,太阳风长驱直入,一点点剥离大气,让昔日可能温暖湿润的火星,变成如今寒冷荒凉的世界。

“过去学界一直有个争议:当太阳风磁场处于极端径向状态时,火星的感应磁层会不会直接消失?”袁志刚教授解释,此前有研究认为,这种极端条件下火星将彻底“裸奔”。

但武大学者用更精准的观测,推翻了这一结论。 研究团队巧妙联合中国天问一号与美国MAVEN火星探测器,实现了国际罕见的双星同步观测:一颗在“上游”监测太阳风,一颗在火星近空捕捉磁场变化,精准捕捉到太阳风磁场径向时火星感应磁层是否依然形成。

中国天问一号联合美国MAVEN火星探测器,对火星进行同步观测的图示。

“单颗卫星就像单眼观察,很难看清全貌;双星配合,才还原出真实过程。”黄狮勇教授说。

数据显示:即便遭遇极端太阳风冲击,火星依然能依靠电离层产生感应电流,将太阳风磁场“捆住”,形成一层薄薄却有效的感应磁层,持续偏转高能粒子,守护大气。

团队通过三维数值模拟揭开了关键机制:电离层电导率,就是火星能否“撑盾”的核心开关。以往研究因参数设置偏低,才得出磁层消失的结论;而更贴近真实火星的模拟证明,感应磁层始终稳定存在。

中国天问一号联合美国MAVEN火星探测器,对火星进行同步观测的图示。 记者汪洋 摄

这层“隐形盾牌”,对火星的命运至关重要。 “它不能完全阻止大气流失,但可以显著放慢这一过程。”黄狮勇表示,这道防护层,为火星保留了基础大气环境,也为未来人类登陆火星、建设火星基地,提供了重要的环境支撑。“火星是离地球最近的行星之一,环境相对温和,是人类探索深空的重要跳板。我们的研究为火星局部宜居环境的开发提供了核心科学依据。”

武大团队用图示展现类地行星的空间环境。记者汪洋 摄

在袁志刚看来,这项研究的意义不止于火星。“很多系外行星也没有内禀磁场,火星的‘感应成盾’模式,很可能就是它们的生存方式,为我们寻找宜居星球打开了新思路。”

这一成果发表于国际权威期刊《The Innovation》(《创新》),刷新了人类对火星空间环境的认知。

【罗田甜】

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