火星表面的磁场比预期的强十倍

美国国家航空航天局(NASA)“洞察号”(InSight)探测器上的磁传感器收集到的新数据，对火星磁场进行了前所未有的近距离观察。

在今天发表在《自然地球科学》杂志上的一项研究中，科学家们揭示了“洞察号”着陆点的磁场强度是预期的十倍，并且在几秒到几天的时间尺度上波动。

该研究的第一作者、英属哥伦比亚大学(University of British Columbia)教授、行星科学研究所(Planetary Science Institute)高级科学家凯瑟琳•约翰逊(Catherine Johnson)表示：“以前的卫星任务中有一个很大的未知数，那就是小区域的磁化情况如何。”“通过在火星表面放置第一个磁传感器，我们获得了关于火星内部结构和上层大气的有价值的新线索，这将帮助我们了解火星以及其他类似火星的行星是如何形成的。”

放大磁场

在“洞察号”任务之前，对火星磁场的最佳估计来自于在火星高空轨道运行的卫星，这些卫星的平均距离超过150公里。

约翰逊说：“地面数据为我们提供了一幅更敏感的图像，显示了较小区域的磁化，以及磁化来自何处。”“除了显示着陆点的磁场比卫星预计的强十倍之外，数据还暗示磁场来自附近的来源。”

科学家们已经知道，火星在数十亿年前就拥有一个古老的全球磁场，该磁场使行星上的岩石磁化，然后神秘地熄灭。由于表面上的大多数岩石还太年轻，无法被这个古老的磁场磁化，因此研究小组认为它一定来自更深的地下。

“我们认为它埋藏在地下几百英尺到十公里处的更古老的岩石，”约翰逊说。“如果没有磁场数据、地质和地震信息，我们就无法推断出这些。”

研究小组希望，通过将这些观测结果与卫星磁数据和未来对火星岩石的研究相结合，他们可以准确地确定哪些岩石携带了这种磁性，以及它们的年龄。

昼夜波动和在黑暗中脉动的事物

磁传感器还提供了有关在高空大气层和火星周围的空间环境中发现的新线索。

就像地球一样，火星也暴露在太阳风中，太阳风是来自太阳的带电粒子流，它带有行星际磁场（IMF），并可能引起太阳风暴等干扰。但是由于火星缺乏全球磁场，因此对太阳天气的保护较少。

约翰逊说：“由于我们以前对火星的所有观测都是从其大气层甚至更高的高度进行的，因此我们不知道太阳风的干扰是否会传播到地表。” “对于未来的宇航员前往火星来说，这是一件很重要的事情。”

该传感器捕获了白天和黑夜之间以及午夜前后短暂而神秘的脉动之间的磁场波动，从而确认可以在地面上探测到高层大气中及以上的事件。

研究小组认为，昼夜波动是由太阳风和IMF环绕在地球上的方式以及太阳辐射使高层大气充电并产生电流（这些电流又产生磁场）共同产生的。

不列颠哥伦比亚大学博士后研究员安娜·米特尔霍尔兹（Anna Mittelholz）表示：“我们得到的是火星大气特性的间接图景，即它的电荷量以及高层大气中的电流。”

而且神秘的脉动主要出现在午夜，仅持续几分钟。

约翰逊说：“我们认为这些脉冲也与太阳风与火星的相互作用有关，但我们尚不清楚确切原因是什么。” “每当您第一次进行测量时，都会发现惊喜，这是我们的’磁性’惊喜之一。”

将来，InSight小组希望在MAVEN轨道器经过InSight的同时观察表面磁场，以便他们比较数据。

InSight表示：“磁性传感器的主要功能是清除环境和着陆器本身的磁性“噪声”，用于我们的地震实验，因此，所有这些额外信息都直接支持任务的总体目标。”加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室的首席研究员布鲁斯·班纳特（Bruce Banerdt）。“例如，时变场对于火星深层电导率结构的未来研究非常有用，这与火星的内部温度有关。”

该研究是今天发表的六篇新论文之一，记载了美国宇航局InSight任务的第一年。

本文由奇点天文作者上传并发布，奇点天文仅提供文章投稿展示，文章仅代表作者个人观点，不代表奇点天文立场。