太阳风的真实力量

▲来自太阳的粒子不断地撞击着水星地表。

从太阳系形成以来，其中的行星及其卫星一直不断地受到太阳所抛出粒子的轰击，因此月球或水星表面最外层的岩体也处于太阳粒子冲击的渐进侵蚀过程中。据美国行星科学杂志《伊卡洛斯》（Icarus）最近刊发的一篇论文称，奥地利维也纳技术大学（TU Wien）的最新研究结果表明，之前科学家们依照上述岩石侵蚀过程所建立的数据模型并不完整，因为实际上太阳风的撞击影响比之前科学家们所认为的要更强劲、更剧烈。这一研究成果对于欧洲航天局（ESA）的比皮科伦坡（BepiColombo）水星探测计划具有举足轻重的作用，而它将是欧洲的第一次水星太空任务。

TU Wien应用物理研究所的弗里德里希•欧玛亚尔（Friedrich Aumayr）教授解释说：“太阳风中所包含的带电粒子主要是氢离子和氦离子，但是质量小于等于铁原子的粒子也起到了一定作用。”这些粒子以每秒400至800公里的速度撞击行星地表岩体，冲击产生的影响可以释放出许多的其它原子。这些粒子先会升入高空，然后围绕月亮和水星形成一个“外逸层”（exosphere）——一个由于太阳风轰炸地表岩石而产生的极薄的原子大气层——最后再回落至地表。

从事太空研究的科学家对该外逸层抱有极大的兴趣，因为其成分能让科学家们分析推断出行星或卫星岩表的化学成分，而这要比在行星表面降落一艘航天器来进行分析要容易得多。2018年10月，ESA将向水星发射比皮科伦坡（BepiColombo）水星探测器，它将对水星外逸层的分析研究，从而获得关于水星地质和化学性质的信息。

该论文的第一作者、弗里德里希团队中的博士生保罗•萨博（Paul Szabo）介绍道：“到目前为止，科学家们的假定判断是，快速的太阳粒子的动能是造成（行星或月球）岩石表面雾化的罪魁祸首。但是，这只是真相的一半：我们能够证明，是粒子的高电荷起了决定性的作用，这也就是为什么其表面的粒子可以造成比之前所认为的更大破坏。”

当太阳风中的粒子是多电荷的，即当它们缺乏一些电子时，它们所携带的巨大能量将在着陆的一瞬间被释放出来。萨博指出：“如果不把这一因素考虑进去，有关太阳风对各种不同岩石的影响的判断结果就会出现偏误。”因此，科学家们之前基于不正确的外逸层构成模型所得出的结论就不可能准确。

迄今为止的研究发现，质子是构成太阳风的最大成分，所以科学家们之前一直认为它们是作用于岩体的最大因素。然而事实证明，实际上氦粒子扮演了最主要的角色，因为它所携带的正电荷是质子的两倍。另外，质量更大、带有更多电荷的离子所起的作用也同样不能被忽视。

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 编译：朱明逸 审稿：alone  编辑：张梦

来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/06/180612105753.htm