Pionierskie odkrycie dokonane przez misję MAVEN należącą do NASA

NASASonda MAVEN odkryła wyjątkowe wydarzenie słoneczne, które wywarło ogromny wpływ MarsAtmosfera, dostarczająca istotnych informacji na temat interakcji planety ze zjawiskami słonecznymi.

W grudniu 2022 roku misja NASA MAVEN (Mars Atmphere and Volatile Evolution) zaobserwowała dramatyczne i nieoczekiwane „zniknięcie” strumienia naładowanych cząstek stale emitowanych przez Słońce, znanego jako wiatr słoneczny. Było to spowodowane specjalnym rodzajem zdarzenia słonecznego, które było tak potężne, że podczas podróży przez Układ Słoneczny utworzyło próżnię.

W wyniku tego zdarzenia pomiary MAVEN na Marsie wykazały, że liczba cząstek tworzących wiatr słoneczny dramatycznie spadła. Bez ciśnienia wiatru słonecznego marsjańska atmosfera i magnetosfera rozszerzyły się o tysiące kilometrów. MAVEN to jedyny obiekt znajdujący się obecnie na Marsie, który może jednocześnie monitorować aktywność Słońca i reakcję marsjańskiej atmosfery na wpływy słoneczne.

„Kiedy po raz pierwszy zobaczyliśmy te dane i to, jak dramatycznie osłabł wiatr słoneczny, było to niemal niewiarygodne” – powiedział Jasper Halikas, profesor na Uniwersytecie Kalifornijskim w Kalifornii. Uniwersytet Iowa I główny autor nowego badania na temat tego wydarzenia. „Utworzyliśmy grupę roboczą, aby zbadać to wydarzenie i odkryliśmy, że ten okres obfitował w niesamowite rezultaty”.

Dowiedz się o „zniknięciu” wiatru słonecznego na Marsie, czego świadkiem był MAVEN – wydarzenie widziane ostatnio na Ziemi prawie ćwierć wieku temu. Źródło: Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA

Zrozumienie zaniku wiatru słonecznego

Mars, podobnie jak wszystkie planety w naszym Układzie Słonecznym, jest stale skąpany w wietrze słonecznym. Wiatr słoneczny wywiera nacisk na magnetosferę i jonosferę Marsa, powodując ucieczkę dużej części atmosfery. Zdarzenie słoneczne, które miało miejsce w grudniu 2022 r., było spowodowane szybko poruszającymi się wiatrami słonecznymi, które wyprzedziły wolniejsze wiatry słoneczne, które działały jak miotła, zamiatając i ściskając oba regiony. Ta interakcja, zwana obszarem interakcji strumieni, pozostawiła po sobie rzadką pustkę wiatru słonecznego o bardzo małej gęstości, co zaobserwował MAVEN. To „zniknięcie” wiatru słonecznego doprowadziło do niesamowitych interakcji w magnetosferze i jonosferze Marsa.

Konsekwencje zdarzenia

Gdy intensywność wiatru słonecznego spadła 100-krotnie, ciśnienie spadło, a magnetosfera i jonosfera planety mogły rozszerzyć się o tysiące kilometrów – ponad trzykrotnie w stosunku do typowego rozmiaru – a ich charakter zmienił się dramatycznie. Pole magnetyczne Słońca, które normalnie znajdowałoby się w marsjańskiej jonosferze, zostało wypchnięte na zewnątrz, przekształcając jonosferę ze stanu namagnesowanego w stan nienamagnesowany. Jednocześnie warstwa pomiędzy wiatrem słonecznym a magnetosferą stała się niezwykle cicha elektromagnetycznie. Obserwacje MAVEN tego dramatycznego wydarzenia oraz późniejszej transformacji i ekspansji całego układu są ważne dla lepszego zrozumienia fizyki, która powoduje utratę atmosfery i wody na Marsie.

„Byliśmy już w stanie zobaczyć, jak Mars reaguje, gdy wiatr słoneczny zostanie skutecznie usunięty” – dodał Halikas. „To fascynujące badanie tego, jak wyglądałby Mars, gdyby krążył wokół mniej „wietrznej” gwiazdy”.

To artystyczne odwzorowanie należącego do NASA statku kosmicznego Mars Atmphere and Volatile Evolution (MAVEN) krążącego wokół Marsa. Źródło: NASA/GSFC

Znaczenie notatek Mavena

Znikające zjawiska związane z wiatrem słonecznym tej wielkości są niezwykle rzadkie i powstają w czasie wzmożonej aktywności Słońca, dlatego misja MAVEN po raz pierwszy miała okazję zaobserwować takie zjawisko. Podczas gdy inne sondy marsjańskie i ziemskie również zaobserwowały aspekty tego wydarzenia, jedynie MAVEN był w stanie wykonać jednocześnie pomiary reakcji Słońca i marsjańskiej atmosfery na to wydarzenie.

„Obserwacja ekstremalnych warunków ma zawsze nieocenioną wartość naukową” – powiedziała Shannon Curry, główna badaczka MAVEN w MIT. Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley. „MAVEN został zaprojektowany do obserwacji tego typu interakcji między Słońcem a marsjańską atmosferą, a sonda dostarczyła wyjątkowe dane podczas tego naprawdę anomalnego zdarzenia słonecznego”.

W miarę jak Słońce zbliża się do maksimum słonecznego, czyli szczytu swojego 11-letniego cyklu aktywności, misja MAVEN może mieć większy wpływ na nasze zrozumienie ekstremalnych zdarzeń słonecznych.

Wspólny wysiłek i plany na przyszłość

„To naprawdę pokazuje międzywydziałową rolę, jaką MAVEN odgrywa na Marsie” – powiedziała Gina DiBraccio, zastępca głównego badacza MAVEN i zastępca dyrektora Wydziału Nauk o Heliofizyce w Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA w Greenbelt w stanie Maryland. „MAVEN nie tylko monitoruje dynamikę marsjańskiej atmosfery, ale także ilość energii słonecznej, co pozwala nam lepiej zrozumieć Słońce”.

Wyniki badania zostaną zaprezentowane na jesiennym posiedzeniu Amerykańskiej Unii Geofizycznej w San Francisco.

Główny badacz misji MAVEN pracuje na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, natomiast misją MAVEN zarządza Centrum Lotów Kosmicznych Goddard NASA w Greenbelt w stanie Maryland. Lockheed Martin Space zbudował statek kosmiczny i jest odpowiedzialny za operacje misyjne. Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA w południowej Kalifornii zapewnia obsługę nawigacji i sieci kosmicznych. Laboratorium Fizyki Atmosfery i Przestrzeni Kosmicznej na Uniwersytecie Kolorado w Boulder jest odpowiedzialne za zarządzanie operacjami naukowymi, docieranie do opinii publicznej i komunikację. Zespół MAVEN przygotowuje się do obchodów 10. rocznicy przybycia statku kosmicznego na Marsa we wrześniu 2024 roku.