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我们太阳系的行星和卫星不断受到从太阳喷射出来的粒子轰击。对于我们来说，除了在地球上产生迷人的北极光外，几乎没有任何影响，因为地球稠密的大气层和磁场保护我们免受这些太阳风粒子的伤害。但在月球或水星上，情况却有所不同：那里最上层的岩石逐渐被太阳粒子的撞击所侵蚀。

维也纳工业大学的新研究结果表明这个过程的先前模型是不完整的。在某些情况下，太阳风轰击的影响比我们之前认为的要剧烈得多。这些发现对欧洲航天局（ESA）的第一个水星任务——贝皮?哥伦布号很重要。

破碎岩石的外逸层

维也纳工业大学应用物理研究所的Friedrich Aumayr教授表示，太阳风由带电粒子组成，主要是氢离子和氦离子，但较重的原子像铁也在其中。这些粒子以每秒400到800千米的速度撞击表层岩石，撞击会喷射出许多其他的原子。这些粒子在落回星球表面之前就会上升，在月球或水星周围形成一个外逸层，这是一层极其稀薄的原子大气，这些原子就是太阳风轰击表面岩石喷射出来的。

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太空研究对这个外逸层很感兴趣，因为它的成分使得科学家能够推断出岩石表面的化学成分，而且，分析外逸层比在星球表面着陆一个航天器要容易得多。2018年10月，ESA将把贝皮?哥伦布号探测器发送到水星，它将从外逸层的成分中获取关于水星地质和化学性质的信息。

电荷事件

要了解电荷需要精确地了解太阳风对岩石表面的影响，而这正是认识中决定性差距存在的地方。因此，维也纳工业大学研究了离子轰击对硅灰石（典型的月球岩石）的影响。研究第一作者，博士生Paul Szabo表示，到目前为止，科学家一直假设这种快速粒子的动能是岩石表面原子化的主要原因，但这只说对了一半，他们现证明粒子的高电荷起着决定性的作用。这就是表层上的粒子所造成的破坏比之前想的要大得多的原因。

当太阳风的粒子带多电荷时，即缺少几个电子，它们就携带了大量的能量在撞击的瞬间释放出来。如果没有考虑到这一点，太阳风对各种岩石的影响就会判断错误。因此，使用不正确的模型是不可能从外逸层的构成中得出关于表面岩石的准确结论。

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到目前为止，质子是太阳风中最大的组成部分，所以之前科学家认为它们对岩石的影响最大。但事实证明，氦实际上起着主要作用，因为与质子不同，它可以带两次电。带有更大电荷的较重离子也起到了一定作用。

不同研究小组间的合作做了这些发现，在应用物理研究所用了一项特别开发的微量天平进行了高精度的测量。为了能够正确地解释结果，在维也纳科学集群VSC-3用为核聚变研究开发的代码进行复杂的计算机模拟。分析仪器中心和维也纳工业大学的化学技术和分析研究所也做出了重要贡献。

该研究结果现已发表在行星学杂志《伊卡洛斯》（Icarus）上。