火星磁异常对离子逃逸过程的影响

【摘要】：火星是一颗没有全球性固有磁场,但有着分布广泛的磁异常区的行星。磁异常的存在改变了太阳风与火星电离层相互作用,对近火空间磁场、等离子体的发布有明显的影响。本文在MHD模拟建立的火星电磁场环境的基础上,利用蒙特-卡罗法分别模拟了有磁异常和没有磁异常两种情况下近火空间氧离子的分布。由于磁异常的存在,近火磁尾内"悬挂"在电离层上的行星际开磁力线变成了闭合的磁力线,同时,由于霍尔效应,电场也因为磁异常的存在而增强了。磁异常对电磁环境的变化,直接影响到火星磁尾区域的氧离子加速、逃逸过程。模拟结果表明,当存在磁异常时,磁尾区域的氧离子流动呈现出明显的分区结构,磁尾中心为高温离子流,能量可达几个keV,高温区的部分氧离子被电场反向加速,向着火星运动并沉降到被阳面大气层内;两翼为冷离子流,能量在100eV左右。磁异常对离子运动的影响可以延续到磁尾内几个火星半径的范围。