لا يمكن لأعيننا رؤيتها ، لكن الشفق القطبي المريخي موجود ، وهو أكثر شيوعًا مما كنا نعتقد في السابق. تم اكتشاف الشفق المريخي لأول مرة في عام 2016 بواسطة المركبة الفضائية MAVEN التابعة لناسا. الآن بعض النتائج الجديدة توسع معرفتنا بهذه الشفق غير العادي.
يعرف معظم قراء مجلة Space معلومات عن الشفق القطبي وكيف يتم إنشاؤها. عندما تضرب رياح شمسية قوية بما فيه الكفاية الغلاف المغناطيسي للأرض ، فإن الجسيمات (عادة الإلكترونات ولكن في بعض الأحيان البروتونات) تكون متحمسة وتأين المكونات المختلفة في الغلاف الجوي. ينبعث منها ألوان وأشكال مختلفة من الضوء. تخلق هذه الظاهرة عرضًا متحركًا وعابرًا يأسر العين. تقتصر الشفق عادة على خطوط العرض القطبية الشمالية والجنوبية إلا عندما تكون الرياح الشمسية قوية جدًا.
الشفق المريخي متشابه ومختلف.
الشفق المريخي كلها شفق بروتوني ، وتحدث خلال النهار. إنهم لا ينبعثون إلا الأشعة فوق البنفسجية ، مما يعني أن أعيننا أعمى عليهم. ولكن يمكن رؤية أداة على متن المركبة الفضائية MAVEN (المريخ والغلاف الجوي المتطاير EvolutioN). يطلق عليه التصوير الطيفي بأشعة UltraViolet (IUVS.)
MAVEN يحقق في جو المريخ. أحد أسئلتها محدد للغاية: كيف فقدت جوها؟ للإجابة على ذلك ، فإنه يلاحظ الغلاف الجوي العلوي والأيونوسفير وكيف يتفاعل المريخ مع الرياح الشمسية. كجزء من عملها ، اكتشفت الشفق البروتوني للمريخ.
ترتبط الشفق البروتوني المريخي وفقدان جو المريخ وقابليته للسكن. يحيط بالمريخ هالة هيدروجينية تأتي من الكوكب نفسه. عندما يهرب هذا الهيدروجين من المريخ ، يتسبب في فقد الماء. هناك علاقة بين معدل وكثافة الشفق المريخي وفقدان الماء.
"ربما في يوم من الأيام ، عندما يصبح السفر بين الكواكب شائعا ... سيشهد المسافرون مباشرة المراحل النهائية من المريخ وهو يفقد ما تبقى من الماء إلى الفضاء."
أندريا هيوز ، مؤلفة رئيسية ، جامعة Embry-Riddle للطيران
عندما تضرب الرياح الشمسية من الشمس المريخ ، تكون في الحقيقة مجرد بروتونات: ذرات الهيدروجين مع إلكترونها الذي تم تجريده من الحرارة الشديدة. يضرب البروتون الهالة الهيدروجينية ، ويسرق الإلكترون ويصبح ذرة مرة أخرى بشحنة محايدة. نظرًا لأنها محايدة الآن ، فإنها تتجاوز صدمة القوس المغناطيسي للغلاف الجوي للمريخ. ثم تنتقل الذرة إلى الغلاف الجوي الرقيق للمريخ ، فتصطدم بجزيئات الغاز وتنبعث منها الأشعة فوق البنفسجية.
قالت أندريا هيوز من جامعة إمبري ريدل للطيران في دايتونا بيتش ، فلوريدا: "في هذه الدراسة الجديدة باستخدام بيانات MAVEN / IUVS من عدة سنوات من كوكب المريخ ، وجد الفريق أن فترات زيادة الهروب الجوي تتوافق مع الزيادات في حدوث الشفق البروتوني وكثافته". . هيوز هو المؤلف الرئيسي لورقة جديدة بعنوان "Proton Aurora on Mars: A Dayide Phenomenon Pervasive in Southern Summer." تم نشره في 12 ديسمبر في مجلة البحوث الجيوفيزيائية ، فيزياء الفضاء.
"في يوم من الأيام ، عندما يصبح السفر بين الكواكب شائعًا ، سيكون للمسافرين الذين يصلون إلى المريخ خلال الصيف الجنوبي مقاعد في الصف الأمامي لمراقبة الشفق البروتوني المريخى يرقص بشكل مهيب عبر جانب الكوكب (أثناء ارتداء نظارات واقية من الأشعة فوق البنفسجية ، بالطبع). وقال هيوز في بيان صحفي ، إن هؤلاء المسافرين سيشهدون بشكل مباشر المراحل النهائية من المريخ وهو يفقد ما تبقى من مياهه إلى الفضاء.
في المرة الأولى التي اكتشف فيها MAVEN الشفق القطبي المريخي ، اعتقد العلماء أنها ظاهرة نادرة نسبيًا. لكنهم الآن وجدوا الشفق فوق البروتوني للأشعة فوق البنفسجية في كثير من الأحيان. قال مايك شافين ، عالم الأبحاث في مختبر جامعة كولورادو بولدر للفيزياء الجوية والفضائية (LASP) والمؤلف الثاني: "في البداية ، اعتقدنا أن هذه الأحداث كانت نادرة إلى حد ما لأننا لم نكن ننظر إلى الأوقات والأماكن المناسبة". الدراسة.
"ولكن بعد إلقاء نظرة فاحصة ، وجدنا أن الشفق البروتوني يحدث في كثير من الأحيان في ملاحظات الصيف الجنوبية خلال النهار مما توقعنا في البداية" وجد الفريق بروتون الشفق في حوالي 14 في المائة من ملاحظاتهم على مدار اليوم ، والتي تزداد إلى أكثر من 80 في المائة من الوقت عندما يتم النظر في ملاحظات الصيف الجنوبية فقط. قال نيك شنايدر ، المشارك المشارك ورئيس فريق IUVS في LASP: "بالمقارنة ، اكتشفت IUVS شفقًا منتشرًا على كوكب المريخ في نسبة قليلة من المدارات ذات هندسة مواتية ، ولا تزال عمليات الكشف عن الشفق المتقطعة نادرة في مجموعة البيانات".
حقيقة أن هذه الشفق أكثر وفرة خلال الصيف ، وتحديداً في الصيف الجنوبي ، علماء مفتونون. لقد كان دليلاً على كيفية تتبع فقدان الماء المستمر في المريخ. كوكب المريخ هو الأقرب إلى الشمس خلال الصيف والجنوب ، وبالتالي يتلقى المزيد من الرياح الشمسية. يمكن أن يولد الصيف أيضًا عواصف ترابية ضخمة ، والتي لا تخلق أبراجًا واسعة من الغبار يصل ارتفاعها إلى 80 كيلومترًا فحسب ، بل تدفع بخار الماء إلى أعلى في الغلاف الجوي.
تعمل الأشعة فوق البنفسجية الشمسية على تفتيت بخار الماء إلى هيدروجين وأكسجين ، وزيادة الهيدروجين في هيدروجين هيدروجين المريخ يعني زيادة التفاعل بينه وبين الجسيمات الشمسية ، مما يخلق الشفق فوق البنفسجي.
"جميع الشروط اللازمة لإنشاء الشفق البروتوني المريخي (على سبيل المثال ، "هي بروتونات الرياح الشمسية ، جو هيدروجين ممتد ، وغياب مجال مغناطيسي ثنائي القطب عالميًا) أكثر شيوعًا في المريخ من تلك اللازمة لإنشاء أنواع أخرى من الشفق" ، قال هيوز. "أيضًا ، العلاقة بين ملاحظات MAVEN لزيادة الهروب من الغلاف الجوي والزيادات في تردد وكثافة الشفق البروتوني تعني أنه يمكن في الواقع استخدام الشفق البروتوني كبديل لما يحدث في هالة الهيدروجين المحيطة بالمريخ ، وبالتالي ، وكيل لأوقات زيادة الهروب الجوي وفقدان الماء. "
أكثر:
- بيان صحفي: Newfound Martian Aurora في الواقع الأكثر شيوعًا ؛ يلقي الضوء على مناخ كوكب المريخ المتغير
- ورقة بحثية: بروتون أورورا على المريخ: ظاهرة يومية منتشرة في جنوب الصيف
- مجلة الفضاء: عندما تبدأ العواصف المريخية بالفعل ، فإنها تخلق أبراج غبار بارتفاع 80 كيلومترًا
- ملخص البحث: Mars Express Notes of the Hydrogen Corona of Mars
