美国宇航局戈达德太空飞行中心塔姆辛·布兰恩 这张图片来自火星周围电流的科学可视化
电流(蓝色和红色箭头)包围着火星，形成一个嵌套的双环结构，从白天到夜晚持续环绕着火星
这些电流环扭曲了太阳风磁场(未图示)，太阳风磁场覆盖在火星周围，在行星周围形成感应磁气圈
在这个过程中，电流将火星的高层大气和感应磁层与太阳风电连接起来，传递在感应磁层边界(微弱的内抛物面)和太阳风弓形激波(微弱的外抛物面)产生的电能和磁能
荣誉:美国国家航空航天局/戈达德/马文/博尔德大学/SVS/辛迪·斯塔尔 美国宇航局的MAVEN宇宙飞船进入火星轨道五年后，来自该任务的数据导致了火星大气中电流系统地图的创建
博尔德科罗拉多大学的实验物理学家罗宾·拉姆斯塔德说:“这些洋流在大气流失中扮演了重要角色，大气流失将火星从一个原本可以支持生命的世界变成了一个不适宜居住的沙漠。”
“我们目前正致力于利用洋流来确定从太阳风中提取的能量的精确数量，并为大气逃逸提供动力
拉姆斯塔德是5月25日发表在《自然天文学》上的一篇关于这项研究的论文的主要作者
地球也有这样的电流系统:我们甚至可以在极光或南北极光附近的夜空中以彩色光显示的形式看到它们
地球极光与电流密切相关，电流是由地球磁场与太阳风相互作用产生的，沿着垂直磁场线流入大气，集中在极地区域
然而，研究我们头顶上几千英里的电流，只能说明火星情况的一部分
不同之处在于行星各自的磁场，因为地球的磁性来自内部，而火星则不是
行星磁场 地球的磁性来自它的核心，在那里熔化的导电铁在地壳下流动
它的磁场是全球性的，意味着它围绕着整个地球
由于火星像地球一样是一颗多岩石的类地行星，人们可能会认为同样的磁性范例也在那里发挥作用
然而，火星本身不会产生磁场，除了相对小块的磁化地壳
红色星球上一定发生了与我们在地球上观察到的不同的事情
火星上面发生了什么？ 太阳风主要由带电荷的电子和质子组成，从太阳以大约每小时100万英里的速度不断吹来
它在我们太阳系的物体周围流动并与之相互作用
太阳风也是磁化的，这个磁场不容易穿透像火星这样的非磁化行星的高层大气
相反，它在地球电离层中感应的电流导致磁场的堆积和增强，产生了所谓的感应磁层
太阳风是如何为火星上的感应磁气圈提供能量的，到目前为止还没有得到很好的理解
当太阳风离子和电子撞上火星附近这个更强的感应磁场时，由于电荷相反，它们被迫分开
一些离子向一个方向流动，一些电子向另一个方向流动，形成从行星的白天到夜晚的电流
与此同时，太阳x射线和紫外线辐射不断电离火星上的一些高层大气，将其转化为电子和带电离子的组合，从而可以导电
“火星的大气层有点像一个封闭电路的金属球，”拉姆斯泰德说
“洋流在高层大气中流动，最强的洋流层持续在地球表面上方120-200公里(约75-125英里)处
“MAVEN和以前的任务都曾看到过这些电流层的局部迹象，但他们以前从未能够绘制完整的电路，从它在太阳风中的产生，到电能储存在高层大气中的位置
众所周知，在太空中直接探测这些洋流非常困难
幸运的是，这些电流扭曲了太阳风中的磁场，可以被MAVEN的灵敏磁力计检测到。
该团队使用MAVEN绘制了火星周围三维平均磁场结构，并直接从磁场结构的扭曲中计算出电流。
拉姆斯塔德说:“通过一次简单的操作，电流的强度和路径就会从这张磁场图中显现出来。”
红色星球的命运 如果火星周围没有全球磁场，太阳风中感应的电流可以与火星上层大气形成直接的电连接
电流将太阳风的能量转化为磁场和电场，加速带电大气粒子进入太空，推动大气逃逸到太空
新的结果揭示了MAVEN理解大气逃逸目标的几个意想不到的特征:驱动逃逸的能量似乎来自比通常假设的更大的体积
太阳风导致的大气损失已经活跃了数十亿年，并促使火星从一个温暖潮湿的星球转变为一个全球寒冷的沙漠
MAVEN正在继续探索这一过程是如何进行的，以及地球上有多少大气已经消失
这项研究由MAVEN任务资助
MAVEN的首席研究员在科罗拉多大学大气和空间物理实验室工作，美国宇航局戈达德负责管理MAVEN项目
美国国家航空航天局正在探索我们的太阳系和更远的地方，通过我们强大的太空舰队和地面任务，揭开远近世界、恒星和宇宙的秘密
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