کاوشگر امید امارات، نوع جدیدی از شفق‌های مریخی را ثبت کرد

سیاره شناس مایک شافین از دانشگاه کلرادو بولدر می‌گوید که با ترکیب مشاهدات شفق قطبی EMM با اندازه‌گیری‌های MAVEN از محیط پلاسمای شفق قطبی، می‌توانیم این فرضیه را تأیید کنیم و مشخص کنیم که آنچه می‌بینیم نقشه‌ای از جایی که باد خورشیدی بر روی سیاره می‌بارد بوده یا خیر.

طبق اطلاعات ناسا، شفق‌های پروتون که رایج‌ترین شفق‌های قطبی در سیاره سرخ هستند، برای اولین بار در سال 2018 رصد شدند. نحوه تشکیل آن‌ها تقریباً مشابه نحوه شکل‌گیری شفق‌های قطبی روی زمین است. شفق قطبی پدیده ظهور نورهای رنگین و متحرک در آسمان شب است و معمولاً در عرض‌های نزدیک به دو قطب زمین بر اثر برخورد ذرات باردارِ بادِ خورشیدی و یونیزه شدن مولکول‌های موجود در یون‌سپهر (یونوسفر) زمین به وجود می‌آید.

شفق‌های قطبی در سیارات دیگر نیز همانند زحل و مشتری تشکیل می‌شوند. در مکانی مانند زمین، این شفق‌ها توسط بادهای خورشیدی ایجاد می‌شوند، ولی در مشتری اقمار آن به خصوص قمر آیو علت وجود این پدیده هستند. شفق قطبی در زهره نیز دیده شده است و گاهی اوقات تمام سیاره را می‌پوشاند. این پدیده در زهره توسط بادهای خورشیدی تولید می‌شود. با این حال، از آنجایی که مریخ یک سیاره بسیار متفاوت است، بدون مگنتوسفر درونی مانند زمین، نتیجه نهایی وجود شفق قطبی برای مریخ منحصر به فرد در نظر گرفته می‌شود.

نزدیکترین چیزی که سیاره سرخ به میدان مغناطیسی جهانی دارد، میدان مغناطیسی ضعیفی است که توسط جنبش ذرات باردار که هنگام برخورد به اتمسفر کاهش می‌یابند، ایجاد می‌شود. این میدان مغناطیسی با اینکه ضعیف است، اما معمولاً برای منحرف کردن بسیاری از پروتون‌ها و نوترون‌های با سرعت بالا که از خورشید می‌بارند کفایت می‌کند. شفق‌های پروتون زمانی تشکیل می‌شوند که پروتون‌های دارای بار مثبت در باد خورشیدی با پوشش هیدروژنی مریخ برخورد می‌کنند و یونیزه می‌شوند و الکترون‌ها را از اتم‌های هیدروژن می‌دزدند و خنثی می‌شوند.

این تبادل بار به ذرات خنثی اجازه می‌دهد تا شوک کمانی میدان مغناطیسی را در اطراف مریخ دور بزنند، در اتمسفر بالایی باران ببارند و نور ماوراء بنفش را از خود ساطع کنند. تصور می‌شد که این فرآیند به‌طور قابل‌ توجهی تابش شفق یکنواخت را در طول روز مریخ ایجاد می‌کند، اما مشاهدات جدید خلاف این را نشان می‌دهد.

به جای نمایه صاف مورد انتظار، داده‌های کاوشگر امید نشان می‌دهد که گاهی اوقات شفق تکه تکه است، که نشان می‌دهد ممکن است فرآیندهای ناشناخته‌ای در طول شکل‌گیری این شفق‌ها وجود داشته باشد. اینجاست که MAVEN وارد صحنه می‌شود. مدارگرد ناسا مجموعه کاملی از ابزارهای پلاسما را برای کاوش باد خورشیدی، محیط مغناطیسی و یون های حرارتی در فضای اطراف مریخ حمل می‌کند. همزمان در حالی که کاوشگر امید از شفق‌های عجیب و غریب تصویربرداری می‌کرد، اندازه گیری‌هایی انجام شد و داده‌های ترکیبی به دانشمندان اجازه داد تا دلیل پشت آن را بازسازی کنند.

راب لیلیس، محققی از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی در این باره می‌گوید: «کشف شفق تکه تکه موج‌دار باعث تعجب و سردرگمی ما شد. فرضیه‌های متعددی برای توضیح این پدیده وجود دارد، اما علت مشاهده شفقی با این شدت، شکل و در سطح سیاره دقیقا مشخص نیست.»

محققان در مورد ثبت این کشف جدید توسط کاوشگر امید امارات متحده می‌گویند: «با بررسی مشاهدات متعدد کاوشگر امید امارات از شفق‌های تکه تکه، به این نتیجه رسیدیم که تعدادی از فرآیندها می‌توانند شفق‌های تکه ای ایجاد کنند که اشکال و مکان‌های متفاوتی دارند. این شفق تکه تکه بیشتر نتیجه تلاطم پلاسما است که در برخی شرایط منجر به رسوب مستقیم باد خورشیدی در سراسر روز مریخ می‌شود.»

به عبارت دیگر، یک برهم کنش نادر آشفته که بین مریخ و باد خورشیدی وجود دارد، مسئول ایجاد شفق تکه‌ای است؛ اگرچه کاملاً مشخص نیست که تأثیر آن بر سطح مریخ چیست، اما ممکن است پیامدهایی برای اتمسفر طولانی‌مدت و از دست دادن آب وجود داشته باشد. بدون میدان مغناطیسی جهانی، مریخ به از دست دادن هر دو ادامه می‌دهد.

جالب اینجاست که شفق‌های پروتون که صاف و تکه تکه هستند، می‌توانند به ما در درک حداقل یکی از این موارد کمک کنند؛ زیرا هیدروژن درگیر در آن توسط آب در جو مریخ که به فضا منتشر می‌شود، ایجاد می‌شود. محققان می‌نویسند: «بسیاری از داده‌ها و مطالعات مدل‌سازی آینده مورد نیاز خواهد بود تا پیامدهای کامل این شرایط برای تکامل اتمسفر مریخ مشخص شود.»

منبعsciencealert