科技日报记者 代小佩
记者17日获悉，中科院地质与地球物理研究所的学者与瑞典于默奥大学、美国密歇根大学、普林斯顿大学等机构的学者合作首次发现，水星空间环境中存在着东向环电流。这一发现更新了人们对水星磁层电流体系的认知，对认识水星空间环境，科学探测水星，以及比较理解地球宜居环境演化也有重要意义。相关研究成果近日在线发表于国际学术期刊《地球物理研究快报》上。
长期以来，人们对水星磁层的环电流情况并不清楚。有学者认为水星磁层是地球磁层的“小号”版本，所以水星应该存在类似于地球的西向环电流；有学者认为，水星不可能存在环电流；还有学者认为，水星有可能捕获较低能量的粒子，但这些低能量粒子能否形成西向环电流却悬而未知。由于“信使号”等离子体仪器的视场有限，获得的等离子体整体速度、密度、温度等参量存在一定误差，对直接分析离子的漂移运动带了困难。此外，即使离子漂移运动能环绕水星形成闭合路径，如何评估这些漂移离子是否带来显著的西向环电流也是一大挑战。
为解决该难题，上述研究团队提出，可通过分析“信使号”的磁场数据来确定水星的空间电流分布，进而确认水星空间是否存在显著的西向环电流。他们对“信使号”近4年的磁场数据作统计分析发现，水星磁层内部并不存在西向电流环带，却意外发现在水星夜侧磁赤道附近大约500-1000千米高度范围内存在明显的东向环电流。
上述研究团队发现，水星东向环电流主要集中在磁赤道面上，自西向东运转，并与向阳面的磁层顶电流闭合形成回路，该东向环电流能永久性地存在于任意太阳风条件下。他们认为，太阳风离子通过扩散作用从磁层两侧进入水星磁层，在磁场的引导作用下，在夜侧磁赤道面附近形成准捕获等离子体带。在等离子体带的内侧，径向向外的等离子体压力梯度与磁场共同驱动了水星的东向环电流。
