Mắt chúng ta có thể nhìn thấy chúng, nhưng cực quang sao Hỏa ở đó, và phổ biến hơn chúng ta từng nghĩ. Các cực quang sao Hỏa được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2016 bởi tàu vũ trụ NASA MAVEN. Bây giờ một số kết quả mới đang mở rộng kiến thức của chúng ta về những cực quang bất thường này.
Hầu hết các độc giả của Tạp chí Vũ trụ đều biết về cực quang Earth Earth và cách họ tạo ra. Khi một cơn gió mặt trời đủ mạnh tấn công từ trường Trái đất, các hạt (thường là electron nhưng đôi khi là proton) bị kích thích và ion hóa các thành phần khác nhau trong khí quyển. Điều đó phát ra màu sắc và hình dạng khác nhau của ánh sáng. Hiện tượng tạo ra một màn hình di chuyển, phù du làm say đắm mắt. Auroras thường bị giới hạn ở các vĩ độ cực bắc và nam trừ khi gió mặt trời rất mạnh.
Cực quang sao Hỏa là tương tự, và khác nhau.
Cực quang sao Hỏa là tất cả các cực quang proton, và chúng xảy ra vào ban ngày. Chúng chỉ phát ra tia cực tím, có nghĩa là mắt chúng ta bị mù với chúng. Nhưng một thiết bị trên tàu vũ trụ MAVEN (Sao Hỏa và Khí quyển dễ bay hơi) có thể nhìn thấy chúng. Nó gọi là Máy quang phổ siêu âm Imaging (IUVS.)
MAVEN đang điều tra bầu không khí sao Hỏa. Một trong những câu hỏi của nó là rất cụ thể: làm thế nào nó mất bầu khí quyển? Để trả lời rằng nó quan sát bầu khí quyển phía trên, tầng điện ly và cách sao Hỏa tương tác với gió mặt trời. Là một phần trong công việc của nó, nó đã phát hiện ra cực quang proton Mars Mars.
Các cực quang proton của sao Hỏa và sự mất đi bầu khí quyển và môi trường sống của Mars Mars có liên quan. Sao Hỏa được bao quanh bởi một corona hydro đến từ chính hành tinh này. Khi hydro này thoát ra khỏi Sao Hỏa, nó tạo ra sự mất nước. Có một mối tương quan giữa tốc độ và cường độ của cực quang sao Hỏa và mất nước.
Có lẽ một ngày nào đó, khi du lịch liên hành tinh trở nên phổ biến, khách du lịch sẽ tận mắt chứng kiến những giai đoạn cuối cùng của Sao Hỏa mất phần còn lại của nước vào vũ trụ.
Andréa Hughes, Tác giả chính, Đại học Hàng không Embry-Riddle
Khi gió mặt trời từ Mặt trời tấn công Sao Hỏa, nó thực sự chỉ là các proton: các nguyên tử hydro với electron bị tước đi bởi sức nóng dữ dội. Các proton tấn công hydro corona, đánh cắp một electron và trở thành nguyên tử một lần nữa với điện tích trung tính. Vì nó bây giờ là trung tính, nó bỏ qua cú sốc của từ trường Mars Mars. Sau đó, nguyên tử đâm vào bầu khí quyển mỏng Mars Mars, va chạm với các phân tử khí và phát ra tia cực tím.
Trong nghiên cứu mới này sử dụng dữ liệu MAVEN / IUVS từ nhiều năm trên sao Hỏa, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các giai đoạn thoát khí quyển tăng lên tương ứng với sự gia tăng sự xuất hiện và cường độ của proton aurora, Andréa Hughes thuộc Đại học Hàng không Embry-Riddle ở Bãi biển Daytona, Florida . Hughes là tác giả chính của một bài báo mới có tựa đề Prot Proton Aurora trên sao Hỏa: Một hiện tượng ngày thường lan tràn trong mùa hè miền Nam. Nó được xuất bản ngày 12 tháng 12 trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý, Vật lý Vũ trụ.
Có lẽ một ngày nào đó, khi du lịch liên hành tinh trở nên phổ biến, du khách đến Sao Hỏa trong mùa hè phía Nam sẽ có hàng ghế trước để quan sát cực quang sao Hỏa nhảy múa trên khắp hành tinh (dĩ nhiên là đeo kính nhạy cảm với tia cực tím). Những du khách này sẽ chứng kiến tận mắt những giai đoạn cuối cùng của Sao Hỏa mất phần còn lại của nước vào vũ trụ, ông Hugh Hughes cho biết trong một thông cáo báo chí.
Lần đầu tiên MAVEN phát hiện ra cực quang sao Hỏa, các nhà khoa học nghĩ rằng đó là một hiện tượng tương đối hiếm. Nhưng bây giờ, họ đã tìm thấy các cực quang proton UV thường xuyên hơn nhiều. Ban đầu, chúng tôi tin rằng những sự kiện này khá hiếm vì chúng tôi không nhìn đúng thời điểm và địa điểm, ông cho biết Mike Chaffin, nhà khoa học nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Vật lý Khí quyển và Không gian của Đại học Colorado (LASP) và là tác giả thứ hai của nghiên cứu.
Nhưng sau khi xem xét kỹ hơn, chúng tôi thấy rằng cực quang proton đang xảy ra thường xuyên hơn nhiều trong các quan sát mùa hè phía nam so với dự kiến ban đầu. Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy cực quang proton trong khoảng 14 phần trăm các quan sát ban ngày của họ, tăng lên đến hơn 80 phần trăm thời gian khi chỉ xem xét các quan sát mùa hè phía nam. Bằng cách so sánh, IUVS đã phát hiện cực quang khuếch tán trên Sao Hỏa trong một vài phần trăm quỹ đạo có hình học thuận lợi và các phát hiện cực quang rời rạc vẫn hiếm hơn trong bộ dữ liệu, Nick Schneider, đồng tác giả và lãnh đạo nhóm nghiên cứu của IUVS tại LASP cho biết.
Thực tế là những cực quang này phong phú hơn trong mùa hè, đặc biệt là mùa hè phía nam, khiến các nhà khoa học tò mò. Đó là manh mối về cách họ có thể theo dõi vụ mất nước liên tục trên Sao Hỏa. Sao Hỏa gần Mặt trời nhất trong thời gian phía Nam và mùa hè, và do đó nhận được nhiều gió mặt trời hơn. Mùa hè cũng có thể sinh ra những cơn bão bụi khổng lồ, không chỉ tạo ra những tòa tháp bụi khổng lồ cao tới 80 km mà còn buộc hơi nước bốc cao vào bầu khí quyển.
Tia cực tím phá vỡ hơi nước thành hydro và oxy, và hydro tăng lên trong Sao Hỏa hydro corona có nghĩa là sự tương tác giữa nó và các hạt năng lượng mặt trời tăng lên, tạo ra cực quang UV.
Tất cả các điều kiện cần thiết để tạo ra cực quang proton sao Hỏa (ví dụ., Hughes gió mặt trời, bầu khí quyển hydro mở rộng và không có từ trường lưỡng cực toàn cầu) thường có sẵn trên sao Hỏa hơn những thứ cần thiết để tạo ra các loại cực quang khác, Hughes nói. Ngoài ra, mối liên hệ giữa các quan sát của MAVEN về sự thoát khí quyển và tăng tần số và cường độ của proton có nghĩa là proton aurora thực sự có thể được sử dụng như là một ủy quyền cho những gì xảy ra trong corona hydro xung quanh Sao Hỏa, và do đó, một proxy cho thời gian tăng lên thoát khí quyển và mất nước.
Hơn:
- Thông cáo báo chí: Newfound Martian Aurora Trên thực tế là phổ biến nhất; Làm sáng tỏ Mars Mars Thay đổi khí hậu
- Tài liệu nghiên cứu: Proton Aurora trên sao Hỏa: Một hiện tượng ngày thường lan tràn trong mùa hè miền Nam
- Tạp chí vũ trụ: Khi bão sao Hỏa thực sự đi, họ tạo ra những tháp bụi cao 80 km
- Tóm tắt nghiên cứu: Quan sát sao Hỏa của Hydrogen Corona trên sao Hỏa
