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  太阳风一刻不停地猛烈吹拂着身边的行星。地球、木星、土星、水星可以靠自身的磁场来抵御,自身没磁场的金星怎么办?最近一期出版的国际权威学术期刊《科学》刊登了中国科学技术大学地球和空间科学学院张铁龙教授等与多国科学家合作的成果:利用欧洲金星快车的磁场探测数据,他们首次在金星的诱发磁层中发现了磁场重联现象——这既帮助金星抵御住了太阳风的侵袭,同时又加速了金星大气的逃逸。

  太阳每时每刻往外喷射着高速带电粒子流,俗称“太阳风”。太阳风带有磁场,当它吹向行星时,会逼迫行星的磁力线向“背风”面不断延伸,当这些磁力线被“逼”到极致时,会与太阳风的磁力线一起在瞬间“崩断”,并重新连接成两条新的磁力线——一条带着太阳风的等离子体飞向浩淼的太空,另一条则如同拉满的橡皮筋,缩向行星。这就是磁重联现象。在地球上,后一条磁力线所携带的高能粒子“撞”进南北两极的大气层,就是美丽的极光。

  尽管同处于高速流动的太阳风中,金星却没有地球那样的磁场,帮助它抵御太阳风。但科学家发现,太阳风所携带的巨大能量,在直接与金星大气的接触中,使金星大气产生了电离层。同时,太阳风所携带的磁场与这个电离层作用,在金星附近产生诱发磁层——它和地球的磁层一样,也会与太阳风的磁力线发生“重新连接”,从而抵御大部分太阳风进入金星。

  不过,磁重联对金星来说,是一柄“双刃剑”,在抵御太阳风的同时,也可能加速了金星大气的逃逸。这个诱发磁层相当弱小,尺度不超过20个金星半径——而地球的磁场尺度则达到上百个地球半径。这意味着,当太阳风刮过金星,发生磁重联时,一部分金星大气会被磁力线重新连接时所释放的能量加速,从而更快、更容易地逃走。

  据相关学者介绍,金星上大气的逃逸,被认为是造成金星上缺水而被富含二氧化碳的稠密大气所笼罩,从而导致严重的温室效应的原因。因此,该研究成果对揭示金星大气的演化以及气候变化具有重要意义,同时对地球气候长期演化研究也有借鉴意义。

  审稿人认为,该发现“有可能极大地改变我们对磁场重联以及太阳风与无内禀磁场的行星或彗星相互作用的理解”。《自然》杂志网站在“新闻”栏目对该成果进行了专门评述,认为在没有内禀磁场的金星诱发磁层发现磁场重联,“意味着磁场重联可能是行星磁层中的一种普遍现象”,“该发现意味着磁场重联可能产生了金星上的极光,并可能使40亿年前富含水份的金星大气逃逸而演化成今天这样的情况”。