火星和地球一样受到强烈的太阳风暴的袭击

最近几周,太阳变得如此吵闹,以至于地球反复受到太阳等离子体喷发发出的辐射和粒子的轰击。

但地球并不是唯一受太阳风暴.地球与太阳的距离仅为地球的1.5倍,火星也受到了太阳系中喷出的巨大粒子喷射的冲击。

这颗红色星球的磁环境和大气层比地球弱得多,因此太阳风暴的影响看起来有点不同。但是像MAVEN轨道飞行器上的仪器已经记录了这些影响 - 现在我们可以利用这些数据来了解火星上的辐射环境,以及它如何影响未来的人类探索者。

“这是MAVEN有史以来最大的太阳高能粒子事件,”物理学家克里斯蒂娜·李(Christina Lee)说加州大学伯克利分校。“过去几周发生了几次太阳事件,所以我们看到一波又一波的粒子撞击火星。

由带电太阳粒子撞击好奇号火星车的导航相机引起的斑点观测。(美国宇航局/喷气推进实验室-加州理工学院)

在地球上,最大的影响出现在5月初,当时被称为日冕物质抛射(CME)的喷发 - 太阳等离子体和磁场的巨大抛射,有时与太阳耀斑一起发生 - 向我们的方向喷出。

结果是壮观的极光色彩阵列在通常不了解此类景象的纬度上可以看到,因为太阳粒子与地球磁场纠缠在一起,并如雨点般落到地球大气层上,与地球粒子的相互作用产生了令人惊叹的灯光秀。

负责这些喷发的太阳黑子区域随后旋转到太阳的另一侧,但我们的主星并没有结束它的恶作剧。5 月 20 日,一个绝对巨大的喷发发生在太阳的远端,一个耀斑估计在X12,这将使它位于有史以来最强大的太阳耀斑.紧接着,一个CME喷了出来 - 火星在火线上。

耀斑发出的光首先到达,使火星沐浴在太阳X和γ辐射中。CME粒子传播比光速慢得多,所以他们晚了一会儿到达,引发了火星大气中的极光。

现在,火星不像地球那样有全球磁场。它没有可操作的内部活动 - 发电机 - 来生产它。在地球上,磁场将太阳粒子加速到两极,在那里它们落入电离层。这就是为什么极光活动集中在高纬度地区的原因。

因为火星没有可以做到这一点的磁场,那里的极光往往是全球性的。但有一个问题。由此产生的“灯光秀”是在紫外线下进行的,这意味着我们无法用肉眼看到它们。

幸运的是,我们有围绕这颗红色星球运行的卫星。MAVEN一直在捕捉火星大气中持续的紫外线波动,因为一波又一波的太阳粒子撞击火星大气层。

地面上的漫游者也测量了耀斑的辐射流入。地球大气层阻挡了最有能量的光到达火星表面,但火星周围大气的体积不到地球体积的1%。几乎没有任何保护免受太阳光线的伤害。

在巨大的耀斑之后,好奇号的辐射评估探测器记录了高达8,100的辐射激增微灰度– 相当于一次 30 次胸部 X 光检查,是火星车记录的最大激增。这样的激增不会是致命的,但对一个人的健康也不完全是好事。

事实上,好奇号在暴风雨期间获得的黑白图像充满了“雪”——由带电粒子与相机相互作用产生的静电。

这项测量为致力于开发火星任务的科学家提供了一个关键数据点,用于了解探测器可能进入什么样的辐射环境,这有助于设计避免或保护免受浪涌影响的策略。

“悬崖边或熔岩管将为宇航员提供额外的屏蔽,使其免受此类事件的影响。在火星轨道或深空,剂量率会高得多。物理学家唐·哈斯勒(Don Hassler)说西南研究院。

同时,当我们进入最活跃的阶段在太阳周期中,预计会有更多的暴风雨。哈斯勒补充道“如果太阳上的这个活跃区域继续爆发,我不会感到惊讶,这意味着未来几周地球和火星都会有更多的太阳风暴。

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