Vị trí cực quang trên sao Hỏa. Tín dụng hình ảnh: ESA Bấm để phóng to
Theo các nhà vật lý tại Đại học California, Berkeley, người đã phân tích dữ liệu có giá trị trong sáu năm qua của Mars Global Surveyor.
Việc phát hiện hàng trăm cực quang trong sáu năm qua là một điều bất ngờ, vì sao Hỏa không có từ trường toàn cầu mà trên Trái đất là nguồn gốc của cực quang và cực quang cực quang.
âm mưu của 13.000 sự kiện cực quang trên sao Hỏa
Theo các nhà vật lý, cực quang trên sao Hỏa aren do một từ trường rộng khắp hành tinh, nhưng thay vào đó lại liên quan đến các mảng từ trường mạnh trong lớp vỏ, chủ yếu ở bán cầu nam. Và các nhà nghiên cứu cho biết họ cũng có thể có nhiều màu sắc, các electron năng lượng tương tác với các phân tử trong khí quyển để tạo ra ánh sáng có thể chỉ tạo ra ánh sáng cực tím - không phải là màu đỏ, xanh lục và xanh lam của Trái đất.
Một thực tế mà chúng ta thấy cực quang thường xuyên như chúng ta làm là rất đáng kinh ngạc, chuyên gia vật lý của UC Berkeley David A. Brain, tác giả chính của một bài báo về khám phá gần đây được tạp chí Geophysical Research Letters chấp nhận. Việc khám phá cực quang trên sao Hỏa dạy chúng ta điều gì đó về cách thức và lý do chúng xảy ra ở những nơi khác trong hệ mặt trời, bao gồm cả Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương.
Brain và Jasper S. Halekas, cả hai đều là trợ lý vật lý nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Khoa học Vũ trụ của UC Berkeley, cùng với các đồng nghiệp của họ từ UC Berkeley, Đại học Michigan, Trung tâm Hàng không Vũ trụ Goddard của NASA và Đại học Toulouse ở Pháp, cũng đã báo cáo phát hiện của họ trong một poster được trình bày vào thứ Sáu, ngày 9 tháng 12, tại cuộc họp của Hiệp hội Địa vật lý Hoa Kỳ tại San Francisco.
Năm ngoái, tàu vũ trụ châu Âu Mars Express lần đầu tiên phát hiện một tia sáng cực tím ở phía đêm của Sao Hỏa và một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã xác định nó là một tia sáng cực quang trong số ra ngày 9 tháng 6 năm 2005 của Thiên nhiên. Khi nghe phát hiện này, các nhà nghiên cứu của UC Berkeley đã chuyển sang dữ liệu từ Mars Global Surveyor để xem liệu gói dụng cụ UC Berkeley trên tàu - máy đo độ phản xạ điện từ - đã phát hiện ra bằng chứng khác về cực quang. Phi thuyền đã được quay quanh sao Hỏa kể từ Tháng Chín năm 1997 và từ năm 1999 đã được ánh xạ từ độ cao 400 km (250 dặm) trên bề mặt sao Hỏa và từ trường của sao Hỏa. Nó nằm trong một quỹ đạo cực giữ cho nó luôn luôn ở mức 2 giờ sáng khi ở phía bên của hành tinh.
Trong vòng một giờ kể từ lần đầu tiên đi sâu vào dữ liệu, Brain và Halekas đã phát hiện ra bằng chứng về một tia cực quang - một cực đại trong phổ năng lượng điện tử giống hệt với các cực đại nhìn thấy trong bầu khí quyển Trái đất trong cực quang. Kể từ đó, họ đã xem xét hơn 6 triệu bản ghi bằng máy đo độ phản xạ điện tử và tìm thấy giữa dữ liệu khoảng 13.000 tín hiệu với cực đại điện tử biểu thị cực quang. Theo Brain, điều này có thể đại diện cho hàng trăm sự kiện cực quang về đêm như đèn flash được nhìn thấy bởi Mars Express.
Khi hai nhà vật lý xác định chính xác vị trí của mỗi lần quan sát, cực quang trùng khớp chính xác với lề của các khu vực từ hóa trên bề mặt sao Hỏa. Cùng một nhóm, do đồng tác giả Mario H. Acu? A thuộc Trung tâm bay không gian Goddard của NASA và Robert Lin, giáo sư vật lý và giám đốc của Phòng thí nghiệm khoa học vũ trụ, đã lập bản đồ rộng rãi các từ trường bề mặt này bằng từ kế / phản xạ kế trên tàu khảo sát toàn cầu Mars. Cũng giống như cực quang Trái đất xảy ra khi các đường sức từ lặn vào bề mặt ở hai cực bắc và nam, cực quang Sao Hỏa xảy ra ở biên giới của các khu vực từ hóa, nơi các đường trường thẳng đứng vào lớp vỏ.
Trong số 13.000 quan sát cực quang cho đến nay, lớn nhất dường như trùng với hoạt động của gió mặt trời tăng lên.
Đèn flash được nhìn thấy bởi Mars Express dường như là nguồn năng lượng cuối cùng có thể xảy ra, theo ông Halekas. Càng giống như trên Trái đất, thời tiết không gian và bão mặt trời có xu hướng làm cho cực quang sáng hơn và mạnh hơn.
Mô tả từ trường bề mặt trên Sao Hỏa
Cực quang của trái đất được gây ra khi các hạt tích điện từ mặt trời chiếu vào từ trường bảo vệ của hành tinh và, thay vì xâm nhập vào mặt đất, được chuyển hướng dọc theo các đường trường đến cực, nơi chúng rơi xuống và va chạm với các nguyên tử trong khí quyển để tạo ra một hình bầu dục ánh sáng xung quanh mỗi cực. Electron là một tỷ lệ lớn của các hạt tích điện và hoạt động cực quang có liên quan đến một quá trình vật lý vẫn chưa được hiểu là làm tăng tốc các electron, tạo ra một đỉnh cực đại trong phổ năng lượng của electron.
Quá trình trên Sao Hỏa có lẽ tương tự, Lin nói, trong đó các hạt gió mặt trời được phễu xung quanh phía đêm của Sao Hỏa nơi chúng tương tác với các đường trường vỏ trái đất. Ánh sáng cực tím được tạo ra khi các hạt chạm vào các phân tử carbon dioxide.
Những quan sát cho thấy một số quá trình tăng tốc xảy ra như trên Trái đất, ông nói. Một cái gì đó đã lấy các electron và cho chúng một cú đá.
Điều gì đó mà một thứ gì đó, một thứ gì đó vẫn còn là một bí ẩn, mặc dù Lin và các đồng nghiệp UC Berkeley của anh ta hướng tới một quá trình gọi là kết nối lại từ tính, nơi từ trường di chuyển với các hạt gió mặt trời bị phá vỡ và kết nối lại với trường vỏ. Các đường trường kết nối lại có thể là thứ đưa các hạt đến năng lượng cao hơn.
Từ trường bề mặt, Brain cho biết, được tạo ra bởi đá có từ tính cao xảy ra trong các mảng rộng tới 1.000 km và sâu 10 km. Những miếng vá này có thể giữ lại từ tính còn sót lại từ khi sao Hỏa có trường toàn cầu theo cách tương tự như những gì xảy ra khi kim được vuốt bằng nam châm, tạo ra từ hóa còn tồn tại ngay cả sau khi rút nam châm. Khi cánh đồng toàn cầu Mars Mars chết hàng tỷ năm trước, gió mặt trời đã có thể tước đi bầu khí quyển. Chỉ có các trường vỏ mạnh mẽ vẫn còn xung quanh để bảo vệ các phần của bề mặt.
Chúng tôi gọi chúng là những từ trường mini, bởi vì chúng đủ mạnh để chống lại gió mặt trời, Lin Lin nói, lưu ý rằng các cánh đồng trải rộng tới 1.300 km trên bề mặt. Tuy nhiên, từ trường sao Hỏa mạnh nhất yếu hơn 50 lần so với từ trường trên bề mặt Trái đất. Nó khó có thể giải thích làm thế nào những cánh đồng này có thể phễu và tăng tốc gió mặt trời đủ hiệu quả để tạo ra cực quang, ông nói.
Brain, Halekas, Lin và các đồng nghiệp của họ hy vọng khai thác dữ liệu của Mars Global Surveyor để biết thêm thông tin về cực quang và có thể tham gia với nhóm châu Âu vận hành Mars Express để có được dữ liệu bổ sung về đèn flash có thể giải quyết bí ẩn về nguồn gốc của chúng.
Công cụ khảo sát toàn cầu Mars Mars được thiết kế trong vòng đời 685 ngày, nhưng nó đã rất có giá trị trong hơn sáu năm nay và chúng tôi vẫn đang nhận được kết quả tuyệt vời, theo Lin Lin.
Công trình được NASA hỗ trợ. Các đồng tác giả với Brain, Halekas, Lin và Acu? A là Laura M. Peticolas, Janet G. Luhmann, David L. Mitchell và Greg T. Delory của Phòng thí nghiệm Khoa học Vũ trụ UC Berkeley; Steve W. Bougher thuộc Đại học Michigan; và Henri R? me của Trung tâm dơiEtude Spatiale des Rayonnements ở Toulouse.
Nguồn gốc: UC Berkeley Tin tức phát hành
