【日冕物质抛射】太阳风暴和日冕物质抛射侵蚀

这是由太阳动力学观测卫星(SDO)于2011年6月7日拍到的日冕物质抛射。

　　NASA一项新的研究通过电脑模拟表明，太阳风暴和日冕物质抛射会侵蚀月球表面。研究人员推测，这些太阳现象不但会导致月球表面受到侵蚀，也会损害那些没有磁场的行星的大气，比如火星。

　　由NASA戈达德太空飞行中心的罗斯玛丽基伦带领的团队正在探测这些现象的方方面面，他们的论文将发表在《行星地理研究》杂志上。这些研究成果已经在本周初美国地球物理学协会的秋季会议上予以分享。

　　什么是日冕物质抛射?日冕物质抛射是太阳风发生强烈爆发而喷射出的带电粒子(等离子)，它们从太阳表面以每小时160万公里的速度被抛向宇宙空间，形成超过十亿吨的等离子体团，体积比我们地球还要大。

　　我们的月球拥有极其稀薄的大气，这种大气叫做逃逸层。由于缺乏实质的大气层和磁场，月球极易受到日冕物质抛射的影响。

　　NASA戈达德太空飞行中心的月球环境动态反馈(DREAM)团队领导人威廉法雷尔强调说：我们发现，巨大的等离子体团就如同喷沙机一样击打着月球，它们很容易把表面的不稳定物质带走。模型预测，在典型的两天日冕物质抛射过程中，月球表面丧失了100到200吨的物质相当于10辆货车的装载量。

　　日冕物质抛射已经被广泛研究，但法雷尔是预测它对月球影响的第一人，他说：DREAM项目的目标主要是把各种模型结合起来，模拟出同太阳风暴发生相似的状态。

　　当气体受到强烈的热量和剧烈的辐射，电子就被剥离，原子则变成了离子。这个过程叫做电离，由此诞生物质的第四种形态等离子态。太阳强劲的辐射正是激发了周围的气体，产生了包含等离子体带电粒子流的太阳风。当这些等离子体驱逐某一表面的原子，这个过程叫做溅射。

　　论文的主要作者罗斯玛丽基伦叙述道：等离子体溅射是在正常太阳条件下产生月球逃逸层的五个过程之一，但我们的模型预测，当发生日冕物质抛射，溅射便成为主导因素，其效果是其他因素的50倍。

　　该模拟图为日冕物质抛射(左)和慢速太阳风(右)两种情况下的月球逃逸层(充满钙元素)。红色和黄色表示钙原子的丰度相对较高，蓝色、紫色和黑色则表示较低的丰度。相比之下，日冕物质抛射能产生更加致密的逃逸层。

　　为了检验这个预测结论，NASA的月球大气和尘埃环境探测器(LADEE)已蓄势待发(将于2013年发射)。研究人员坚信，强烈的等离子体溅射现象会把月球表面的原子送上20-50公里的高度，这正是LADEE的轨道高度。

　　法雷尔解释道：这种由日冕物质抛射导致的大型溅射现象会把LADEE打造成月球表面矿物学探测器这并非因为LADEE位于月球表面，而是在太阳风暴来临期间，表面的原子会被喷溅到LADEE上。

　　太阳风暴不仅会影响我们的月球，还会对地球磁场造成干扰，此外，它还是极光产生的根本原因。太阳风暴对火星的影响会更厉害一些，火星的大气会受到更为严重的侵蚀，因为火星缺少完整的磁场，这一理论也得到了广泛的认可。在2013年下旬，NASA将推出火星大气和不稳定性演变(MAVEN)任务，发射火星探测器，以更好地了解太阳活动(包括日冕物质抛射)如何影响火星大气。