（通讯员：姜奎）近日，云顶百家乐投注网站袁志刚/黄狮勇团队，联合中国科学技术大学、哈尔滨工业大学（深圳）、奥地利科学院空间研究所等单位，基于我国“天问一号”和美国MAVEN火星探测器的联合观测数据，揭示了火星感应磁层对行星际磁场旋转变化的超快响应过程。

研究发现，当太阳风携带的行星际磁场方向突然变化时，火星感应磁层中的磁场会在数分钟内随之调整；同时，逃逸氧离子羽流也会快速转向，并在约168秒内进入探测器视场。这表明火星空间环境并非缓慢变化的“静态系统”，而是一个对太阳风磁场变化高度敏感的动态系统。

相关成果以题为《Induced magnetosphere of Mars responds fast to interplanetary magnetic field rotation》发表在国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。论文第一作者为武汉大学2025届博士生林仁桐（现为中国科学技术大学博士后），通讯作者为武汉大学黄狮勇教授，模拟部分由中国科学技术大学博士后周静宜完成。武汉大学袁志刚教授和中国科学技术大学汪毓明教授对该研究作出了重要贡献。

火星没有像地球一样强大的全球磁场。太阳风可以直接作用于火星高层大气和电离层，并在火星周围诱导形成一层特殊的“感应磁层”。这层结构如同火星的“隐形磁盾”，影响太阳风能量进入火星空间环境的方式，也与火星大气逃逸密切相关。

但这面“磁盾”到底有多灵敏一直都是悬而未决的问题。过去，由于缺乏多颗探测器同步观测，科学家很难同时捕捉上游太阳风变化和火星近空环境响应。随着我国“天问一号”的升空，可与MAVEN卫星进行联合观测，从而打破了这一限制：前者监测火星上游太阳风和行星际磁场，后者深入火星近空区域，探测磁场、电子、质子和氧离子等变化。

图1 火星感应磁层磁场对行星际磁场旋转的响应

研究团队观测到，当“天问一号”在上游太阳风中记录到行星际磁场突然旋转时，MAVEN正位于火星感应磁层内，并随后观测到感应磁层磁场方向发生相应调整（图1）。结合三维混合数值模拟和火星磁场经验模型，研究团队确认这一变化由上游行星际磁场旋转驱动。该事件为火星感应磁层磁场调整给出了约165秒的观测下限，说明火星磁层可在短短几分钟内响应外部扰动。

图2 火星氧离子羽流对行星际磁场旋转的响应

另一项关键证据来自火星氧离子羽流（图2）。火星高层大气中的氧离子可被太阳风电场“拾取”并加速逃逸，形成氧离子羽流。当行星际磁场方向改变时，太阳风对流电场方向也会改变，氧离子羽流也随之转向。观测显示，磁场旋转后约168秒，MAVEN观测到典型拾取氧离子，说明火星大气离子逃逸通道也能在几分钟内被太阳风磁场重新“指挥”。

这项研究直接观测到火星空间环境中的快速响应过程。行星际磁场方向变化不仅是太阳风中的参数变化，更可能触发火星磁场结构、对流电场和离子逃逸过程的整体调整。因此，它应被视为火星空间天气的一种重要形式。

这一发现也提示未来火星探测：若缺少对上游太阳风和行星际磁场的同步监测，就可能误判火星磁层和离子逃逸的真实状态。开展火星空间天气监测和短期预报，将为理解火星大气演化和保障未来深空探测提供重要支撑。

该研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国博士后科学基金等项目的联合资助。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-76861-1

（供图：黄狮勇 审核：袁志刚 编辑：江心怡）