月球古老的磁层可能帮助早期地球保留了它的大气层

2022-02-23 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:846 /
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随着时间的推移,太阳风暴会剥离行星的大气层,只有强大的磁气圈才能提供最大限度的保护。美国宇航局阿波罗任务收集的月球样本最近显示,月球有自己的全球磁层,持续时间约为42.5至25亿年前。根据新的研究,地月耦合磁层为我们的地球提供了一个以前未被认识到的保护屏障,以抵御太阳风,减少地球......

随着时间的推移,太阳风暴会剥离行星的大气层,只有强大的磁气圈才能提供最大限度的保护。美国宇航局阿波罗任务收集的月球样本最近显示,月球有自己的全球磁层,持续时间约为42.5至25亿年前。根据新的研究,地月耦合磁层为我们的地球提供了一个以前未被认识到的保护屏障,以抵御太阳风,减少地球大气对空间的损失。

When the Moon had a magnetic field, it would have been shielded from incoming solar wind, as shown in this illustration. Image credit: NASA.

当月球有磁场时,它会被屏蔽掉进入的太阳风,如图所示。图片信用:美国宇航局。

行星研究人员曾经认为,月球从未有过持久的全球磁场,因为它的核心如此之小。

他们很早就知道地球的磁场,这导致了北极和南极地区美丽的极光。

但是由于最近对阿波罗任务月球样本的研究,他们发现月球曾经也有磁层。

像地球一样,来自月球形成的热量会让铁在内部深处流动,尽管由于其大小,不会持续太久。

“这就像烤蛋糕:你把它从烤箱里拿出来,它还在冷却。质量越大,冷却的时间就越长,”论文的主要作者詹姆斯·格林博士说,他是美国宇航局DC总部的首席科学家。

格林博士和他的同事创建了一个计算机模型来观察大约40亿年前地球和月球磁场的行为。

在某些时候,月球的磁气圈会成为地球-月球系统遭受强烈太阳辐射的屏障。

这是因为,根据该模型,月球和地球的磁层在每个物体的极区都是磁连接的。

对于地球的演化来说重要的是,高能太阳风粒子不能完全穿透耦合磁场,带走大气。

但是也有一些大气交换。来自太阳的极端紫外光会从地球最高层大气的中性粒子中剥离电子,使这些粒子带电,并使它们能够沿着月球磁场线到达月球。这可能也有助于月球当时保持稀薄的大气。

月球岩石样本中氮的发现支持了这样一种观点,即以氮为主的地球大气促成了月球的古代大气及其地壳。

科学家们计算出,这种共享磁场的情况,加上地球和月球的磁层,可能在41亿到35亿年前持续存在。

“了解月球磁场的历史不仅有助于我们了解可能的早期大气,还有助于我们了解月球内部是如何进化的,”合著者、美国宇航局DC华盛顿总部的副首席科学家大卫·德雷珀博士说。

“它告诉我们月球的核心可能是什么样子& # 8212;可能是液态和固态金属在其历史的某个时刻的结合& # 8212;这是月球内部运作的一个非常重要的难题。”

随着时间的推移,随着月球内部的冷却,我们最近的邻居失去了磁层,最终失去了大气层。

这个领域在32亿年前肯定已经显著减少,大约在15亿年前消失。没有磁场,太阳风将大气带走。

作者说:“如果我们的月球在关键的早期起到了保护我们星球免受有害辐射的作用,那么以类似的方式,我们银河系中的类地系外行星周围可能会有其他卫星,它们有助于为它们的宿主行星保存大气层,甚至有助于创造宜居条件。

“这将会引起天体生物学领域的兴趣& # 8212;对生命起源的研究和对地球以外生命的探索。”

这项研究发表在《科学进展》杂志上。

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James Green等人,2020年。当月球有磁层时。科学进展6(42):eabc 0865;doi: 10.1126/sciadv.abc0865

本文基于美国国家航空航天局提供的新闻稿。


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