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內(nèi)容摘要：這些地圖顯示了穿過(guò)水星表面的粒子(上面兩行是質(zhì)子，下面兩行是電子)的下落。粒子的下落取決于太陽(yáng)風(fēng)中質(zhì)子和電子行進(jìn)的行星際磁場(chǎng)(IMF)的方向。第一行代表指向北方的IMF，第二行代表指向南方的IMF，如

這些地圖顯示了穿過(guò)水星表面的粒子(上面兩行是質(zhì)子，下面兩行是太陽(yáng)電子)的下落。粒子的水星下落取決于太陽(yáng)風(fēng)中質(zhì)子和電子行進(jìn)的行星際磁場(chǎng)(IMF)的方向。第一行代表指向北方的表面IMF，第二行代表指向南方的繪制互作IMF，如圖所示，太陽(yáng)太陽(yáng)位于左側(cè)。水星每一列代表不同能級(jí)的表面粒子，在第一行圖像上標(biāo)出。繪制互作致謝:uux.cn/費(fèi)德里科·拉沃倫蒂(2023)
（神秘的太陽(yáng)地球uux.cn）據(jù)行星科學(xué)研究所：一項(xiàng)新的研究繪制了太陽(yáng)風(fēng)中質(zhì)子和電子的下落到水星表面地理位置的地圖，讓科學(xué)家們對(duì)與太陽(yáng)的水星相互作用如何改變表面并產(chǎn)生水星非常稀薄的大氣有了新的認(rèn)識(shí)。
行星科學(xué)研究所的表面高級(jí)科學(xué)家伊麗莎白·A·詹森(Elizabeth A. Jensen)說(shuō):“研究人員檢查了太陽(yáng)風(fēng)中質(zhì)子和電子的下落，通常根據(jù)一天中的繪制互作時(shí)間(黎明、中午、太陽(yáng)黃昏)而不是水星地理位置(經(jīng)度)來(lái)繪制表面的下落圖，”她是發(fā)表在《行星科學(xué)雜志》上的論文“太陽(yáng)風(fēng)等離子體降水到水星表面的地圖:地理視角”的合著者。
“這是第一篇近距離觀察太陽(yáng)風(fēng)帶電粒子如何影響水星表面的論文之一，太陽(yáng)風(fēng)帶電粒子是表面位置和下落質(zhì)子和電子能量的函數(shù)。這對(duì)研究地表性質(zhì)的科學(xué)家來(lái)說(shuō)很重要。”
“我們?cè)噲D了解質(zhì)子和電子撞擊地表的位置，并在這個(gè)過(guò)程中對(duì)風(fēng)化層和大氣產(chǎn)生物理影響。在以前的地圖中，它們顯示了在一天的某個(gè)時(shí)間有多少質(zhì)子和電子撞擊地表。但是，舉例來(lái)說(shuō)，黎明出現(xiàn)在地表的所有地方。所以你可能會(huì)認(rèn)為撞擊表面的質(zhì)子和電子的數(shù)量應(yīng)該完全相同。”
“然而，水星有這種非常奇怪的軌道和自轉(zhuǎn)特性。水星每繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)一圈，它就繞它的軸轉(zhuǎn)三圈。我們稱之為3比2自旋軌道共振。所以水星日持續(xù)的時(shí)間比水星年短一點(diǎn)。不僅如此，水星還比其他人花更多的時(shí)間面對(duì)太陽(yáng)。此外，軌道是橢圓形的，而不是圓形的，所以太陽(yáng)風(fēng)的物質(zhì)數(shù)量平均來(lái)說(shuō)是不同的，這取決于它在軌道上的位置，”詹森說(shuō)。
“繪制這些粒子的下落圖，不僅需要考慮自旋軌道共振和橢圓軌道內(nèi)的位置，還需要考慮太陽(yáng)風(fēng)與水星磁場(chǎng)的相互作用，”詹森說(shuō)。“這是一個(gè)有許多活動(dòng)部件的復(fù)雜系統(tǒng)。為了將一天中的時(shí)間圖轉(zhuǎn)換為地理圖，描述質(zhì)子和電子從太陽(yáng)風(fēng)穿過(guò)水星磁場(chǎng)的建模結(jié)果在相當(dāng)于一個(gè)完整水星日的時(shí)間跨度內(nèi)進(jìn)行了積分，大約持續(xù)了水星圍繞太陽(yáng)的兩個(gè)完整軌道。”
PSI的Deborah Domingue也是法國(guó)尼斯藍(lán)色海岸大學(xué)藍(lán)色海岸天文臺(tái)拉格朗日實(shí)驗(yàn)室的Federico Lavorenti和意大利比薩大學(xué)fisi ca“e . Fermi”部門(mén)的論文合著者。Lavorenti是模擬太陽(yáng)風(fēng)與磁場(chǎng)相互作用的專家，Domingue研究過(guò)行星表面與太陽(yáng)風(fēng)之間的相互作用。
“這是否意味著太陽(yáng)風(fēng)改變了水星表面的風(fēng)化層？是的，太陽(yáng)風(fēng)確實(shí)改變了地表。正是太陽(yáng)風(fēng)的相互作用幫助產(chǎn)生了外逸層，這是一個(gè)非常薄的大氣層，太空風(fēng)化了構(gòu)成表面的礦物質(zhì)，”多明戈說(shuō)。“本文并不關(guān)注外逸層的產(chǎn)生或表面的空間風(fēng)化，而是提供了研究這些現(xiàn)象的人所需的整個(gè)表面輻射通量變化的信息。”
與水星相反，地球大氣層太厚，太陽(yáng)風(fēng)質(zhì)子和離子一般無(wú)法到達(dá)地球表面。此外，地球的磁場(chǎng)只讓極地區(qū)域向內(nèi)陸開(kāi)放。這就產(chǎn)生了北極附近的北極光，南極附近的南極光，以及極地雨等效果。