新的研究表明：火星卫星火卫一绕着从红色星球大气层流出的带电原子和分子流运行。随着地球逐渐脱离大气层，许多氧，碳，氮和氩的带电粒子或离子已经逃离了火星数十亿年。根据2021年2月1日发表的一篇论文，科学家预测，一些离子已经粉碎到火卫一的表面，并且可能被保留在火卫一的最上层。
研究人员说：“这意味着，如果在地球上的实验室中对火卫一的土壤进行分析，就可以揭示有关火星大气演化的关键信息。火星曾经有一种足以将液态水支柱在其表面的大气层。如今，它的密度不到地球的1％。”
加州大学伯克利分校空间科学实验室的研究员昆汀·内农说：“我们知道火星失去了进入星空的气氛，现在我们知道其中的一些最后进入了火卫一。”
火卫一是火星的两个卫星之一（另一个叫做Deimos）。它绕着红色行星近距离旋转，大约是从地表到地面测量的距离，是月球绕地球旋转的大约60倍。陨石坑被陨石坑戳了戳，直径比地球的月球小100倍，火卫一在科学家中引起了很大争议。秘密是火卫一和Deimos是从哪里来的？它们是被火星引力捕获的小行星，还是由形成行星的同一朵云产生的火星天然卫星？它们也可能是由火星与某些物体碰撞时喷出的碎片形成的，类似于地球与岩石物体碰撞后我们的月球形成的样子。
为了帮助解决这场辩论，日本航空航天局准备在2024年将火星卫星探测（MMX）探测器发送给火卫一，以从其表面收集第一批样本并将其运送到地球。Nénon指出：“但是，如果MMX降落在月球的近侧或始终面对火星的那一侧，那么这些样本可能比火卫一的起源揭示得多。”
火卫一在潮汐中被锁定在火星上，就像地球的月球被锁定在地球上一样，因此总是向地球展示仅一侧。结果，火卫一近侧的岩石被火星上的原子和分子浸透了数千年。Nénon的研究表明：火卫一近侧的最上层表面受到的火星离子比其远侧多20至100倍。
内农说：“利用近端的样本，我们可以在浅层谷物中看到火星过去大气的档案，而在深层中，我们可以看到火卫一的原始组成。”
Nénon的小组分析了NASA火星大气层和“挥发性”进化飞船（MAVEN）的数据，得出了这一结论。为了帮助科学家弄清火星怎么失去大气层，并提供有关行星气候变化的其他主要科学见解，MAVEN一直在收集来自火星轨道的数据已有6年了。由于航天器在执行第一次飞行任务时绕地球火星飞过火星轨道约五次，因此Nénon和他的同事认为他们可以使用MAVEN测量来了解有关火星的信息，特别是因为它是即将进行的MMX任务的目标。
他们依靠MAVEN的超热和热离子成分仪（STATIC）测量火卫一轨道上的火星离子。STATIC测量进入粒子的动能和速度。这使科学家能够计算其质量。根据测得的不同离子质量，STATIC确定了哪些粒子来自火星而不是来自恒星。恒星也发出破坏大气的离子，尽管重要是质量低得多的离子。然后，科学家们估计了有多少离子可以使其进入火卫一的表面，以及它们将被植入的深度（不超过几百纳米，是人发宽度的250倍左右）。
“我们在阿波罗样本中看到的是，月球一直在耐心地记录来自恒星和地球的单个原子。”波普说。“这是一个非常酷的古代记录。”
科学家希望从月球表面获得更多样本，可以使我们了解地球的古时候大气或早期磁场。Poppe的伯克利同事设计并制造了STATIC仪器，他说：“他想知道当地球看上去温暖潮湿时，火卫一的表面是否能够揭示有关火星早期的信息。”
没有人对此进行过调查，因此Poppe进行了一些计算机建模，当Nénon于2019年加入星空科学实验室时，他提出要仔细研究MAVEN的数据，以找出Poppe的模型是否正确。内农说：“因此，希望这一发现将对MMX任务的科学活动产生影响。”
相关文章
