Naprendszerünk minden bolygója kölcsönhatásba lép a Napból származó energikus részecskék áramával. Ezeket a részecskéket, amelyeket gyakran „napenergia szélnek” neveznek, elsősorban elektronokból, protonokból és alfa részecskékből áll, amelyek folyamatosan haladnak a csillagközi tér felé. Ahol ez a patak érintkezésbe kerül egy bolygó magnetoszférájával vagy légkörével, körülötte egy olyan régiót képez, amely úgynevezett „íj-sokk”.
Ezek a régiók a bolygó előtt alakulnak ki, és lelassítják és elterelik a napenergia szélét, miközben elhalad a múltban - ugyanúgy, mint a víz átirányítása egy hajó körül. A Mars esetében a bolygó ionoszféra biztosítja az orr-sokk kialakulásához szükséges vezetőképes környezetet. Az európai tudósok egy új tanulmánya szerint a Mars íj sokkja a bolygó légkörében bekövetkező változások eredményeként eltolódik.
A „A Mars expressz missziója által megfigyelt éves variációk a marsi íj sokkhelyzetében” című tanulmány a A Geophysical Letters Journal: Űrfizika. Az adatok felhasználása a Mars Express A keringőpályán a tudományos csapat megvizsgálta, hogyan és miért változik az íj sokkja helyzete több marsi év során, és milyen tényezők a felelősek.
A csillagászok évtizedek óta tudatában vannak annak, hogy az íjütés a bolygó fölött helyezkedik el, ahol a napszél és a bolygó közötti kölcsönhatás az energetikai részecskék lelassulását és fokozatos elterelését eredményezi. Ahol a napszél megfelel a bolygó magnetoszférájának vagy légkörének, éles határvonal jön létre, amelyet egy szélező íven átjutnak a bolygó körül.
Erről származik az íj sokk megkülönböztető alakja miatt. A Mars esetében, amely nem rendelkezik globális mágneses mezővel és meglehetősen vékony légkörrel rendelkezik (a Föld légköri nyomásának kevesebb, mint 1% -a tengerszint feletti magasságban), ez a felső légkör elektromosan töltött része (az ionoszféra). az a felelős, hogy meghajolja az íj sokkját a bolygó körül.
Ugyanakkor a Mars viszonylag kis mérete, tömege és gravitációja lehetővé teszi egy kiterjesztett légkör (azaz egy exoszféra) kialakulását. A Mars légkörének ebben a részében a gáz halmazállapotú atomok és molekulák eljutnak az űrbe, és közvetlenül kölcsönhatásba lépnek a napszélgel. Az évek során ezt a meghosszabbított légkört és a Mars orr-sokkját több pályaüzem során figyelték meg, amelyek eltéréseket észleltek az utóbbi határában.
Úgy gondolják, hogy ezt több tényező okozza, nem utolsósorban a távolság. Mivel a Mars viszonylag ekscentrikus pályája van (0,0934 a Föld 0,0177-hez képest), távolsága a Naptól nagyon kicsit változik - 206,7 millió km-ről (128,437 millió mérföld; 1,3814 AU) a perihelionban 249,2 millió km-re (154,8457 millió mérföld; 1,666) haladva. AU) az aphelionnál.
Amikor a bolygó közelebb van, növekszik a napszél dinamikus nyomása a légköréhez képest. Ez a távolságváltozás ugyanakkor egybeesik a bejövő szélsőséges ultraibolya (EUV) napsugárzás mennyiségének növekedésével. Ennek eredményeként növekszik az ionok és elektronok (más néven plazma) termelésének a sebessége a felső atmoszférában, ami megnövekedett hőnyomást okoz, amely ellensúlyozza a bejövő napenergia szélét.
A kiterjesztett légkörben újonnan létrehozott ionokat szintén felveszi és felgyorsítja a napszél által szállított elektromágneses mezők. Ennek az a következménye, hogy lelassul, és a Mars íjássága elmozdítja helyzetét. Mindezről ismert, hogy egy marsi év folyamán történik - ami 686,971 Föld napnak vagy 668,5991 Mária napnak felel meg.
Az a kérdés, hogy hogyan viselkedik hosszabb ideig, korábban nem volt megválaszolva. Mint ilyen, az európai tudósok csoportja megkereste a Mars Express öt éves időszakra szóló küldetés. Ezeket az adatokat az űrplazma és az EneRgetic atomok elemzője (ASPERA-3) elektronspektrométer (ELS) vette át, amelyet a csoport összesen 11 861 íj sokkát keresztezett.
Azt találták, hogy az íj sokkja közelebb áll a Marshoz, ha aphelion közelében (8102 km), és távolabb a perihelionban (8984 km) található. Ez a marsi év során mintegy 11% -os variációt mutat, ami nagyjából megegyezik excentricitásával. A csoport azonban meg akarja tudni, hogy a korábban tanulmányozott mechanizmusok közül melyik (ha van ilyen) fõként a változásért felelõs.
E cél felé a csapat a napsugaras szél sűrűségének változásait, a bolygók közötti mágneses erő erősségét és a napsugárzás besugárzását elsődleges okoknak tekintette - ezek mind csökkennek, amikor a bolygó távolabb kerül a Naptól. Azt találták azonban, hogy az íj sokkja érzékenyebbnek tűnik a Nap extrém UV sugárzás által kibocsátott változásainak, és nem a Nap szélének ingadozásainál.
Az íj sokk távolságának változásai szintén úgy tűnik, hogy összefüggésben állnak a por mennyiségével a marsi légkörben. Ez növekszik, amikor a Mars közeledik a perihelionhoz, így a légkör több napsugárzást vesz fel és felmelegszik. Ugyanúgy, ahogyan az EUV megnövekedett szintje növeli a plazma mennyiségét az ionoszférában és az exoszférában, úgy tűnik, hogy a megnövekedett pormennyiség pufferként hat a napsugárzás ellen.
Ahogy Benjamin Hall, az Egyesült Királyságban a Lancasteri Egyetem kutatója és a cikk vezető szerzője mondta egy ESA sajtóközleményben:
„Korábban kimutatták, hogy a porviharok kölcsönhatásba lépnek a Mars felső atmoszférájával és ionoszférájával, tehát a porviharok és az íj sokkja között közvetett összekapcsolódás alakulhat ki. Ugyanakkor nem vonunk további következtetéseket arról, hogy a porviharok közvetlenül befolyásolja a marsi íj sokkjának helyét, és hagyja ezt a vizsgálatot egy jövőbeli vizsgálat alá. ”
Végül Hall és csapata egyetlen tényezőt sem tudott volna kiemelni, amikor azt vizsgálják, hogy a Mars meghajolása miért változik hosszabb ideig. "Valószínűnek tűnik, hogy egyetlen mechanizmus sem magyarázza megfigyeléseinket, hanem mindegyik együttes hatása" - mondta. "Ezen a ponton egyiket sem lehet kizárni."
A jövőre nézve Hall és kollégái azt remélik, hogy a jövőbeli missziók további fényt deríthetnek a Mars áttörésével járó mechanizmusok megvilágítására. Amint Hall rámutatott, ez valószínűleg az ESA közös nyomozásait is magában foglalja Mars Express és Trace Gáz Orbiter és a NASA MAVEN küldetés. A MAVEN korai adatai valószínűleg megerősítik a felfedezett tendenciákat. ”
Noha ez nem az első elemzés, amely megkísérelte megérteni, hogy a Mars légköre hogyan hat a napsugárra, ez az elemzés sokkal hosszabb időn keresztül nyert adatokra épült, mint bármely korábbi tanulmány. Végül a jelenleg a Marsot tanulmányozó több küldetés sokat tár fel a bolygó légköri dinamikájáról. Egy bolygó, amely a Földtől eltérően nagyon gyenge mágneses mezővel rendelkezik.
A folyamat során megtanultak hosszú utat fognak elérni annak biztosítása érdekében, hogy a jövőben a Marsra és más gyenge mágneses mezővel rendelkező bolygókra (például a Vénuszra és a higanyra) irányuló felderítési missziók biztonságosak és hatékonyak legyenek. Lehet, hogy valamikor segíthet nekünk állandó bázisok létrehozásában ezen a világon!
