BepiColombo號在2023年6月飛掠水星時，遇到了這顆小行星磁場中的各種特征。這些測量提供了一個誘人的神秘味道，當它到達太陽系最里面的行星的軌道時，任務將進行調查。

　　和地球一樣，水星也有磁場，盡管水星表面的磁場弱100倍。盡管如此，這個磁場在太空中雕刻出一個氣泡，稱為磁層，它可以緩沖太陽吹出的連續粒子流，即太陽風。

　　因為水星的軌道離太陽很近，太陽風與磁層甚至行星表面的相互作用比地球上的要強烈得多。探索這個氣泡的動力學和其中包含的粒子的特性是BepiColombo任務的主要目標之一。

　　“比皮科倫坡”號將于2026年飛掠地球、金星和水星，以調整其速度和軌道，使其能夠進入環繞水星的軌道。目前“堆疊”的航天器將分離并部署兩個科學軌道-歐空局領導的水星行星軌道器(MPO)和jaxa領導的水星磁層軌道器(MMO，或Mio) -進入互補軌道，以實現必要的雙航天器測量，以描繪水星動態環境的完整圖景。

　　當宇宙飛船在飛越水星的過程中加速經過水星時，它的許多科學儀器都能夠偷偷地預覽即將到來的令人興奮的科學。此外，這些飛掠提供了地球周圍地區的獨特見解，這些地區無法從軌道上直接進入。

　　Lina Hadid，前歐空局研究員，現就職于巴黎天文臺等離子體物理實驗室，在2023年6月19日的飛越中使用了水星等離子體粒子實驗(MPPE)設備，這是BepiColombo六次水星重力輔助中的第三次，在很短的時間內建立了一幅令人印象深刻的地球磁場景觀圖片。

　　哈迪德是MPPE的首席合作研究員，也是其中一種儀器——質譜分析儀的負責人。她與前儀器負責人Dominique Delcourt共同撰寫了發表在《通信物理學》上的論文。

　　“這些飛掠速度很快;我們在大約30分鐘內穿越了水星的磁層，從黃昏到黎明，距離地球表面最近的距離只有235公里，”她說。“我們對粒子的類型、它們的溫度以及它們的運動方式進行了采樣，使我們能夠在這段短暫的時間內清楚地繪制出磁場景觀。”

　　哈迪德和她的同事們將貝皮科倫坡的測量結果與計算機建模結合起來，根據探測到的粒子的運動來確定它們的起源，從而勾勒出磁層中遇到的各種特征。

　　“我們看到了預期的結構，比如自由流動的太陽風和磁層之間的‘激波’邊界，我們還穿過了等離子體層兩側的‘角’，這是一個更熱、更密集的帶電氣體區域，像尾巴一樣從遠離太陽的方向流出。但我們也有一些驚喜。”

　　Delcourt說:“我們發現了一個所謂的低緯度邊界層，它是由磁層邊緣的湍流等離子體區域定義的，在這里我們觀察到的粒子的能量范圍比我們以前在水星上看到的要寬得多，這在很大程度上要歸功于專為水星復雜環境設計的質譜分析儀的靈敏度。”

　　“BepiColombo將能夠比以往更詳細地確定水星磁層的離子組成。”

　　哈迪德補充說:“我們還觀察到赤道附近和低緯度地區的高能熱離子被困在磁層中，我們認為唯一的解釋方法是通過環電流，要么是部分環，要么是完整環，但這是一個有很多爭議的領域。”

　　環電流是被困在磁層中的帶電粒子攜帶的電流。在距離地球表面數萬公里的地方有一個眾所周知的環電流。在水星上，粒子是如何被困在距離行星幾百公里的地方的還不太清楚，尤其是當磁層被壓扁在行星表面的時候。一旦MPO和Mio開始全職收集數據，這場爭論可能會得到解決。

　　哈迪德和她的同事還觀察到宇宙飛船與周圍空間等離子體的直接相互作用。當宇宙飛船被太陽加熱時，它無法探測到較冷的重離子，因為宇宙飛船本身帶電并排斥它們。

　　但是當宇宙飛船穿過行星的夜側陰影時，電荷就不同了，突然間，一大片冷等離子離子就出現了。例如，宇宙飛船探測到氧、鈉和鉀離子，這些離子很可能是通過微隕石撞擊或與太陽風的相互作用從火星表面飛出的。

　　“這就像我們突然看到火星表面的成分在3D中‘爆炸’，穿過這顆行星非常薄的大氣層，也就是它的外逸層，”德爾考特說。“開始看到行星表面和等離子體環境之間的聯系真的很令人興奮。”

　　JAXA的BepiColombo項目科學家Go Murakami說:“在這次罕見的從黃昏到黎明對水星磁層大規模結構的掃描中，我們已經嘗到了未來發現的希望。”

　　歐空局BepiColombo項目科學家Geraint Jones補充說:“這些觀測強調了兩個軌道飛行器和它們的輔助儀器的必要性，以告訴我們完整的故事，并建立一個完整的圖像，說明磁場和等離子體環境是如何隨時間和空間變化的。”

　　“我們迫不及待地想知道BepiColombo將如何影響我們對行星磁層的更廣泛理解。”

　　與此同時，科學家們已經在深入研究上個月第四次近距離飛越水星時獲得的數據，而飛行控制人員正在為最后兩次背靠背的飛越做準備，分別定于2024年12月1日和2025年1月8日。