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天问一号即将到访火星,对于火星磁场的分布你了解多少

发布日期:2020-08-05 20:44   来源:未知   阅读:

火星是太阳系中的八大行星之一,在太阳系排行中位于第四位,与地球近邻,又被称为类地行星,而其表面的岩石、土壤含有大量的赤铁矿,有时也叫“红色的行星”,在中国的古代亦被称为“荧惑”星。

火星距离太阳平均距离只有1.52天文单位,平均直径约6753.38km,约为地球平均直径的53%,表面积只有地球的四分之一,体积只有地球的15%,质量为6.4185×10^23kg,约为地球的11%,重力加速度约为地球的40%,公转周期为687日,约1.9个地球年,自转周期为24小时37分,与地球自转周期十分接近。

火星结构

从火星的一些基础数据来对比,可以发现,火星的大小不到地球的大小的一半,但因为很多条件与地球相似,甚至有可能拥有生命等原因,使得人类对于火星的探索一直都未停止过。

尽管火星在很多方面和地球有一定的相似之处,但对于火星磁场,却和地球有很大的区别,火星没有像地球那样拥有着南北两极的磁场,简单来说,火星没有偶极磁场结构,没有像地球那样形成一个完整的内部大磁体。

而磁场又是火星重要的物理结构之一,通过对火星磁场的研究可以深入了解其内部的动力学过程以及周围的大气环境、水的演化过程等,所以对火星磁场的了解是非常有必要的。

那么,火星的磁场是如何形成的,它的分布又是怎样的呢?

火星表面

火星磁层与地球磁层具有很明显的区别。

地球磁层是内禀磁场,具有偶极结构场,也就是说有分为南北两极的磁场存在,而且地球内部的液态核产生电流,形成内源磁场,只要液态核没有停止运动,内源磁场便不会消散。

但火星却没有内禀磁场,不会在自身内部产生较强的磁场,但这不代表着火星没有磁场,火星的磁场主要是由外部磁场构成,太阳风直接与火星电离层、大气层相互作用,形成磁层,同时产生弱的舷激波以及其他的磁层现象,是一种受太阳风影响的感应型磁场。

因为火星没有全球性的内禀磁场,所以使整个日侧,包括电离层、大气层都暴露在太阳风中,太阳风直接传递能量和动能给火星的电离层、大气层,在太阳风的作用下,火星电离层中的离子获得能量、加热并向外逃逸,这就形成了磁层的产生。

太阳风作用下的磁场

火星磁层是由太阳风作用下形成的,那其结构分布又是如何的呢?

相对于地球来说,人类对于火星的空间分布了解很有限,自1963年3人类的第一个火星探测器发射后,人类便掀起了探测火星的热潮,尽管过去几十年了,能够真正抵达火星地表的探测器却寥寥无几,所以对于火星探测的结果十分有限,而有关火星磁场的观测数据却更少。

经过几十年的探测,人类对于火星磁层的空间结构也有了一个粗略的了解。

火星磁层的空间结构可以划分为以下几个不同的区域:舷激波,磁鞘,磁场堆积区及其边界、电离层和磁尾。

火星磁场分布结构

舷激波是火星最外层的边界,舷激波之外是行星际空间,之内是磁鞘,然后是磁场堆积区,其次是电离层,而磁尾是火星的背阳面,在火星的尾部存在磁尾等离子体。

当然,从今年开始,对于火星的探测或许将会有个新的发现吧!就目前为止,今年发射的3个火星探测器已全部深空,快的将于未来几个月开始着陆火星地表,这是这几年各国深空探测技术不断发展成果。

未来,火星或许真的能够迎来地球人的登陆吧!甚至改造火星也将不再是科幻小说中的某个片段的描述。