火星夜侧电离层光电子分布

　　行星光电子是指由太阳X射线与紫外辐射电离行星中性大气后产生的具有较高能量的电子。这些电子是行星电离层的主要成因之一，对外部太阳能量注入到行星大气内部的过程有着重要的作用。传统观念认为由光致电离产生的光电子主要集中在行星日侧电离层中，而随着一系列行星探测卫星的发射，学者在行星夜侧电离层中也发现了部分光电子的踪迹，这些夜侧的光电子反映了行星空间磁场的分布。因此通过追踪行星夜侧光电子的分布，我们也可以反推出行星空间磁场环境的分布。

　　近日，行星大气与空间环境研究团队曹雨田助理教授发表在地球物理国际期刊Geophysical Research Letters的一项新工作统计研究了火星夜侧电离层的光电子分布情况。基于MAVEN号火星探测器电子能谱仪的探测数据，利用光电子在电子能谱数据中22电子伏特附近的峰值信号特征，我们从所有电子能谱数据中筛选出了具有光电子观测特征的事例，并研究了这些夜侧光电子事例的分布特征。此外，我们还研究了这些光电子运动方向与磁场方向的关系，以及不同上游太阳风条件下观测到的夜侧光电子事例的分布变化。

　　如图一所示，我们发现在日侧电子层中原本是各向同性的光电子，随着高度的增加逐渐变为仅沿磁场方向运动。进入夜侧，仅沿磁场方向运动的光电子比例进一步增加。但夜侧随着高度的降低，仅沿磁场方向运动的光电子占比又逐渐减少，而各运动方向的光电子比例逐渐增加。整个过程中，仅垂直于磁场方向运动的光电子占比则一直维持一个较低的水平。

　　另一方面，我们比较了不同上游太阳风条件下夜侧光电子的出现率，并发现在高太阳风条件下，由于磁场可能收到压缩，不再延伸到夜侧电离层，使得日侧光电子无法输运到夜侧，导致高太阳风条件下光电子出现率明显小于低上游太阳风条件（如图二所示）