火星和地球一樣受到強(qiáng)烈的太陽(yáng)風(fēng)暴的襲擊

最近幾周，太陽(yáng)變得如此吵鬧，以至于地球反復(fù)受到太陽(yáng)等離子體噴發(fā)發(fā)出的輻射和粒子的轟擊。

但地球并不是唯一受太陽(yáng)風(fēng)暴.地球與太陽(yáng)的距離僅為地球的1.5倍，火星也受到了太陽(yáng)系中噴出的巨大粒子噴射的沖擊。

這顆紅色星球的磁環(huán)境和大氣層比地球弱得多，因此太陽(yáng)風(fēng)暴的影響看起來(lái)有點(diǎn)不同。但是像MAVEN軌道飛行器上的儀器已經(jīng)記錄了這些影響 - 現(xiàn)在我們可以利用這些數(shù)據(jù)來(lái)了解火星上的輻射環(huán)境，以及它如何影響未來(lái)的人類探索者。

“這是MAVEN有史以來(lái)最大的太陽(yáng)高能粒子事件，”物理學(xué)家克里斯蒂娜·李（Christina Lee）說(shuō)加州大學(xué)伯克利分校?！斑^(guò)去幾周發(fā)生了幾次太陽(yáng)事件，所以我們看到一波又一波的粒子撞擊火星。

在地球上，最大的影響出現(xiàn)在5月初，當(dāng)時(shí)被稱為日冕物質(zhì)拋射（CME）的噴發(fā) - 太陽(yáng)等離子體和磁場(chǎng)的巨大拋射，有時(shí)與太陽(yáng)耀斑一起發(fā)生 - 向我們的方向噴出。

結(jié)果是壯觀的極光色彩陣列在通常不了解此類景象的緯度上可以看到，因?yàn)樘?yáng)粒子與地球磁場(chǎng)糾纏在一起，并如雨點(diǎn)般落到地球大氣層上，與地球粒子的相互作用產(chǎn)生了令人驚嘆的燈光秀。

負(fù)責(zé)這些噴發(fā)的太陽(yáng)黑子區(qū)域隨后旋轉(zhuǎn)到太陽(yáng)的另一側(cè)，但我們的主星并沒(méi)有結(jié)束它的惡作劇。5 月 20 日，一個(gè)絕對(duì)巨大的噴發(fā)發(fā)生在太陽(yáng)的遠(yuǎn)端，一個(gè)耀斑估計(jì)在X12，這將使它位于有史以來(lái)最強(qiáng)大的太陽(yáng)耀斑.緊接著，一個(gè)CME噴了出來(lái) - 火星在火線上。

耀斑發(fā)出的光首先到達(dá)，使火星沐浴在太陽(yáng)X和γ輻射中。CME粒子傳播比光速慢得多，所以他們晚了一會(huì)兒到達(dá)，引發(fā)了火星大氣中的極光。

現(xiàn)在，火星不像地球那樣有全球磁場(chǎng)。它沒(méi)有可操作的內(nèi)部活動(dòng) - 發(fā)電機(jī) - 來(lái)生產(chǎn)它。在地球上，磁場(chǎng)將太陽(yáng)粒子加速到兩極，在那里它們落入電離層。這就是為什么極光活動(dòng)集中在高緯度地區(qū)的原因。

因?yàn)榛鹦?a>沒(méi)有可以做到這一點(diǎn)的磁場(chǎng)，那里的極光往往是全球性的。但有一個(gè)問(wèn)題。由此產(chǎn)生的“燈光秀”是在紫外線下進(jìn)行的，這意味著我們無(wú)法用肉眼看到它們。

幸運(yùn)的是，我們有圍繞這顆紅色星球運(yùn)行的衛(wèi)星。MAVEN一直在捕捉火星大氣中持續(xù)的紫外線波動(dòng)，因?yàn)橐徊ㄓ忠徊ǖ奶?yáng)粒子撞擊火星大氣層。

地面上的漫游者也測(cè)量了耀斑的輻射流入。地球大氣層阻擋了最有能量的光到達(dá)火星表面，但火星周圍大氣的體積不到地球體積的1%。幾乎沒(méi)有任何保護(hù)免受太陽(yáng)光線的傷害。

在巨大的耀斑之后，好奇號(hào)的輻射評(píng)估探測(cè)器記錄了高達(dá)8,100的輻射激增微灰度– 相當(dāng)于一次 30 次胸部 X 光檢查，是火星車記錄的最大激增。這樣的激增不會(huì)是致命的，但對(duì)一個(gè)人的健康也不完全是好事。

事實(shí)上，好奇號(hào)在暴風(fēng)雨期間獲得的黑白圖像充滿了“雪”——由帶電粒子與相機(jī)相互作用產(chǎn)生的靜電。

這項(xiàng)測(cè)量為致力于開(kāi)發(fā)火星任務(wù)的科學(xué)家提供了一個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)，用于了解探測(cè)器可能進(jìn)入什么樣的輻射環(huán)境，這有助于設(shè)計(jì)避免或保護(hù)免受浪涌影響的策略。

“懸崖邊或熔巖管將為宇航員提供額外的屏蔽，使其免受此類事件的影響。在火星軌道或深空，劑量率會(huì)高得多。物理學(xué)家唐·哈斯勒（Don Hassler）說(shuō)西南研究院。

同時(shí)，當(dāng)我們進(jìn)入最活躍的階段在太陽(yáng)周期中，預(yù)計(jì)會(huì)有更多的暴風(fēng)雨。哈斯勒補(bǔ)充道“如果太陽(yáng)上的這個(gè)活躍區(qū)域繼續(xù)爆發(fā)，我不會(huì)感到驚訝，這意味著未來(lái)幾周地球和火星都會(huì)有更多的太陽(yáng)風(fēng)暴。

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