Umeå University's logo

When the solar wind reaches the Mars obstacle, mass loading by planetary ions slows down the solar wind and raises the bow shock. The Martian atmosphere is undergoing the a scavenging by the solar wind without the protection of a global magnetic field. Atmospheric escape is an important process for the evolution of the Martian climate. For present Mars, the dominant escape of atmospheric neutrals is through four channels: Jeans escape, photochemical reactions, sputtering and electron impact ionization. Ions above the exobase get accelerated by the solar wind electric field and can escape.

We here apply a new method for estimating heavy ion (O⁺, O⁺₂, and CO⁺₂) escape rates at Mars, which combines a hybrid model and observations. We use observed upstream solar wind parameters as input for a hybrid plasma model, where the total ion upflux at the exobase is a free parameter. We then vary this ion upflux to find the best fit to the observed bow shock location. This method gives us a self-consistent description of the Mars-solar wind interaction, which can be used to study other properties of the solar wind interaction besides escape.

När solvinden stöter på Mars så tyngs den ner av joner från planeten, vilket bromsar solvinden och expanderar bogshocken. Mars atmosfär eroderas av solvinden eftersom planeten saknar ett globalt magnetfält. Atmosfärsförlust är en viktig process i hur Mars klimat förändras. För nuvarande Mars är det fyra dominerande processer för förlust av neutrala atomer: Jeans förlust, fotokemiska reaktioner, sputtering och elektronkollisionsjonisering. Joner ovan exobasen accelereras av solvinden och kan förloras. Här använder vi en ny metod för att uppskatta förlusten av tunga joner (O⁺, O⁺₂ , and CO⁺₂) vid Mars, som kombinerar en hybridmodell och observationer. Vi använder observerade solvindsparametrar som indata till en hybrid plasmamodell, där totalt jonuppflöde vid exobasen är en fri parameter. Vi varierar sedan detta jonuppflöde för att hitta bästa passningen till den observerade positionen för bogshocken. Metoden ger en självkonsistent beskrivning av Mars växelverkan med solvinden, som kan användas till att studera andra egenskaper av växelverkan, förutom jonförlust.