科學家發現火星的大氣被太陽剝離

MAVEN於2013年發射升空，並在一年內進入運轉軌道，觀測太陽耀斑、太陽輻射及日冕物質拋射(CMEs)如何影響火星大氣層。

據國外媒體報道，談到環繞其他恆星的類地行星都是如何演化的，火星也許能夠提供一個良好的切入點。早期火星曾經出現過大氣層以及海洋，但隨著太陽不斷演化，逐漸失去空氣，這個現象同樣也發生在太陽系外。目前正環繞火星的NASA火星大氣與揮發物演化任務探測器(MAVEN)將探索這一現象是如何發生的。早期的火星溫暖潮濕，有著大量河流與海洋。但它比地球更小，不能留住保護性的大氣層，久而久之，由於低引力及太陽的輻射，火星上的空氣逐漸被剝離，地表液態水被蒸發，成為我們今天看到的荒涼的星球。

MAVEN通過檢測如今有多少大氣正在流失來一窺這個行星的演化歷史。MAVEN於2013年發射升空，並在一年內進入運轉軌道，觀測太陽耀斑、太陽輻射及日冕物質拋射(CMEs)如何影響火星大氣層。加州大學伯克利分校的Shannon Curry表示，我們目前探討的都是針對當今的太陽系環境而言，但對整個宇宙中的行星類天體來說這樣的物理過程都是類似的。通過研究如今太陽活動對火星大氣層會造成何種影響，將有助於科學家更好的估計系外行星能否留住它們自己的大氣層。

不過，最近太陽的CMEs與太陽風暴是自冰河世紀以來的最低潮，太陽耀斑尤其稀少，這對火星的觀測有所影響。這並不意味著MAVEN就一無所獲，探測器仍然可以觀測到大氣層形態的變化。假設太陽一直以來都是像現在這樣不活躍的狀態，根據MAVEN的測算，火星大約已經流失了63萬億噸的大氣，大約等同於地表上4.5米深的水。雖然目前不活躍的太陽活動可能使探測結果具有迷惑性，但這為估算大氣逃逸提供了最低閾值。在MAVEN整個任務中，太陽活動並不是一層不變的。

2015年3月，火星被一場劇烈的CME影響，導致「等離子體大爆發」，MAVEN對逃逸速度進行了實時監測，包括「噴濺」過程中的上升部分。當太陽發射出的帶電粒子進入大氣層並與中性粒子發生碰撞時，「噴濺」現象就會發生。碰撞使中性粒子脫離行星引力控制，飛入太空。Curry表示，雖然在目前的情況下噴濺對逃逸過程影響甚微，但在太陽更活躍的時期對火星大氣的流失會造成極為嚴重的影響。當太陽不活躍時，來自太陽風的粒子以穩定的速率造成大氣層粒子的流失，但像2015年3月那樣劇烈的CME造成的大氣流失則比平時多10至20倍。

金星濃厚的大氣層使得它悶熱不堪，地球則溫度適宜，而火星稀薄的大氣層與更小的質量則顯得它更與眾不同。早期火星從地表上釋放出的氣體更少，Curry表示這也許會導致一個完全不同的大氣演變。綜合考慮這些行星的觀測結果有助於科學家更好的了解太陽系外各種各樣的星球。

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