沒人想到這種效應竟然會出現在行星大氣中。
就在NASA還在努力嘗試恢復與MAVEN火星探測器的聯系之際,科學家們從它此前傳回的數據中,發現了一個令人震驚的現象,這個現象此前只在地球這樣擁有強大磁場的行星上被觀測到。
NASA的MAVEN(火星大氣與揮發物演化)任務觀測到的火星上茲萬-沃爾夫效應的藝術表現圖。
圖源:LASP/CU Boulder
這項發現可能幫助我們更好地理解,沒有全球磁場保護的類地行星(如金星)和天體(如土衛六泰坦),是如何被太陽風塑造的。
01
意想不到的“ 茲萬-沃爾夫效應”
這個現象叫做茲萬-沃爾夫效應(Zwan-Wolf)效應,它能在行星遭遇太陽風時發揮“偏轉”作用。
在地球上,強大的地核磁場形成了一個巨大的磁層泡泡,像一道盾牌一樣不斷把太陽風的帶電粒子推開、繞開。
而火星早在數十億年前就失去了全球磁場,如今只剩下零散、微弱的局部磁場,主要靠太陽風與稀薄大氣直接相互作用形成。
正因如此,這次發現才格外令人驚訝,茲萬-沃爾夫效應竟然在火星大氣深處出現了。
西弗吉尼亞大學教授、該研究負責人Christopher Fowler在聲明中說:“沒人想到這種效應能在大氣中發生,這正是它最令人興奮的地方。”
他進一步表示:“這引入了我們尚未探索的有趣物理過程,也為太陽和空間天氣如何改變火星大氣動力學提供了全新視角。”
02
“像牙膏從管子里擠出來一樣”
發現源于2023年12月一次強烈的太陽風暴襲擊火星后。風暴發生約12小時后,MAVEN探測器記錄到了火星高層大氣中異常的波動。
研究團隊分析發現,帶電粒子正沿著太陽風暴期間形成的臨時磁結構被“漏斗化”和“擠壓”,就像牙膏從管子里被擠出來一樣。這種行為與地球磁層中的Zwan-Wolf效應高度吻合。
Fowler回憶道:“在分析數據時,我突然注意到一些非常有趣的波動(wiggles)。我怎么也沒想到會是這個效應,因為它以前從未在行星大氣中被觀測到。”
研究還指出,這種效應很可能在火星上持續存在,只是平時太微弱,MAVEN的儀器難以捕捉到。只有在強烈太陽風暴期間,它才會被顯著放大,從而被清晰記錄下來。
03
MAVEN的現狀:仍在尋找中
這項成果發表于5月18日的《Nature Communications》雜志,卻恰逢MAVEN探測器陷入沉默的尷尬時期。
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MAVEN航天器的示意圖
圖源:NASA/GSFC
MAVEN自2014年開始環繞火星開展研究,2025年12月在一次計劃中的太陽合期間通訊暫停后,未能如期恢復聯系。NASA至今未能重新建立通信,已成立異常審查委員會評估其狀況和恢復可能性。
NASA行星科學部門主任Louise Prockter在最近的會議上表示:“我們還沒有正式宣布MAVEN丟失,我們還在繼續尋找它。”
參考
[1] https://www.space.com/astronomy/mars/very-interesting-wiggles-in-data-from-silent-nasa-mars-spacecraft-lead-to-unexpected-solar-wind-discovery
[2] https://www.nature.com/articles/s41467-026-72251-9
[3] https://www.planetary.org/articles/nasa-has-lost-a-spacecraft-around-mars
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