Marsin hehku valaisee ilmastonmuutosta

Marsin hehku valaisee ilmastonmuutosta
Marsin hehku valaisee ilmastonmuutosta
Anonim

Uusien tehtävien tulosten mukaan Marsin aurora, jonka NASAn avaruusalus havaitsi ensimmäisen kerran vuonna 2016, on itse asiassa yleisin aurora -muoto, joka löytyy Punaiselta planeetalta.

Maalla aurora nähdään yleensä kirkkaana valon ilmentymänä yötaivaalla lähellä napa -alueita, missä niitä kutsutaan aurora borealisiksi ja etelävaloiksi. Protonin aurora Marsilla esiintyy päivän aikana ja lähettää ultraviolettisäteilyä, joten se on ihmissilmälle näkymätön, mutta se voidaan havaita MAVEN -avaruusaluksen Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS) -laitteella.

MAVENin tehtävänä on tutkia, miten Red Planet menetti suurimman osan ilmakehästään ja vedestään muuttamalla ilmastonsa elämää tukevasta ilmastosta kylmään, kuivaan ja vieraanvaraiseen. Koska protoni -aurora syntyy välillisesti vedestä, joka on peräisin Marsin vedestä, joka on vuotamassa avaruuteen, tätä auroraa voidaan käyttää jäljittämään Marsin meneillään olevaa vettä.

"Uudessa tutkimuksessa, jossa käytettiin MAVEN / IUVS-tietoja useiden vuosien Marsilla, tiimi havaitsi, että lisääntynyt ilmakehän emissio vastaa protonin aurora-intensiteetin lisääntymistä", sanoi pääkirjailija Andrea Hughes, Embry-Riddle Aviation University, Florida. "Ehkä jonain päivänä, kun planeettojen välisestä matkustamisesta tulee arkipäivää, eteläisen kesän aikana Marsille saapuvat matkustajat saavat eturivin istuimet nähdäkseen Marsin protonivalon tanssivan majesteettisesti päiväplaneetan halki (tietysti käyttämällä UV-herkkiä suojalaseja) … Matkustajat näkevät omin silmin Marsin viimeiset vaiheet, jotka menettävät loput vedestä.

Eri ilmiöt synnyttävät erilaisia tyynyjä. Kaikki aurinkokunnat maapallolla ja Marsilla saavat voimansa auringon aktiivisuudesta, olivatpa ne sitten nopeiden hiukkasten räjähdyksiä, joita kutsutaan auringon myrskyiksi, kaasunpurkauksia ja magneettikenttiä, jotka tunnetaan koronaalisina massanpoistoina, tai auringon tuulen puuskia, jotka jatkuvasti puhaltavat avaruuden läpi noin miljoonaa mailia tunnissa. Esimerkiksi maan pohjois- ja etelävalot syntyvät, kun voimakas auringon aktiivisuus häiritsee maapallon magnetosfääriä, pakottaen nopeat elektronit iskeytymään kaasuhiukkasiin maan yön yläilmakehässä ja saamaan ne hehkumaan. Samankaltaiset prosessit synnyttävät Marsissa erillisiä ja hajakuorisia aurinkokuntia, kahdenlaisia aurinkotyyppejä, joita on aiemmin havaittu Marsin yöpuolella.

Protoniuurot muodostuvat, kun aurinkotuulen protonit (jotka ovat vetyatomeja, jotka on irrotettu elektroneista voimakkaalla lämmityksellä) ovat vuorovaikutuksessa ylemmän ilmakehän kanssa Marsin päiväpuolella. Kun lähestyvät Marsia, aurinkotuulen protonit muuttuvat neutraaleiksi atomeiksi ja varastavat elektroneja vetyatomeista Marsin vetykoronan, planeettaa ympäröivän valtavan vetypilven, ulkoreunalla. Kun nopeat saapuvat atomit tulevat ilmakehään, osa niiden energiasta säteilee ultraviolettivalona.

Kun MAVEN -tiimi näki ensimmäisen kerran protonin säteilyn, he pitivät sitä epätavallisena ilmiönä. "Aluksi ajattelimme, että nämä tapahtumat olivat melko harvinaisia, koska emme katsoneet oikeaan aikaan ja paikkaan", sanoi Mike Chaffin, Coloradon yliopiston ilmakehän ja avaruusfysiikan laboratorion (LASP) tutkija ja tutkimuksen toinen kirjoittaja.. "Mutta kun tarkemmin tarkastelimme, huomasimme, että protoniuurot ovat paljon yleisempiä eteläpäivän havainnoissa kesällä kuin alun perin odotimme."

Ryhmä löysi protoniauroran noin 14 prosentissa päivähavainnoista, mikä lisääntyi yli 80 prosentissa tapauksista, kun otetaan huomioon vain päiväsaikaan eteläisen kesän havainnot. "Vertailun vuoksi IUVS on havainnut hajakuuroja Marsissa muutamassa prosentissa suotuisista geometrioista, ja erilliset aurorat ovat vielä harvinaisempia", sanoi Nick Schneider, LASP: n IUVS-kirjailija ja ryhmänjohtaja.

Kuvia Marsin protonisäteilystä. MAVEN -ultraviolettispektroskooppi tarkkailee Marsin ilmakehää ja ottaa kuvia neutraalista vedystä ja protoniaurorasta samanaikaisesti (vasemmalla). Normaaleissa olosuhteissa tehdyt havainnot osoittavat vetyä kiekolla ja planeetan laajennetussa ilmakehässä yöpuolelta (keskellä). Protonin säteilyä pidetään levyn merkittävänä vaalentumisena (oikealla); Vähentämällä neutraalin vedyn osuutta protoni -aurora -jakauma havaitaan, kun se saavuttaa kirkkaimman huippunsa Marsin levyn välittömässä läheisyydessä.

Korrelaatio eteläisten kesien kanssa on tehnyt selväksi, miksi protoniuurot ovat niin yleisiä ja miten niitä voidaan käyttää veden menetyksen seurantaan. Marsin eteläisen kesän aikana planeetta on myös kiertoradallaan lähellä aurinkoa, ja voi syntyä suuria pölymyrskyjä. Kesän lämpeneminen ja pölyinen toiminta näyttävät laukaisevan protoniuuroja, jolloin vesihöyry nousee korkealle ilmakehään. Auringon ultraviolettivalo hajottaa veden ainesosikseen, vetyksi ja hapeksi. Kevyt vety sitoutuu löyhästi Marsin painovoimaan ja vahvistaa Marsia ympäröivää vetykoronaa ja lisää vedyn häviämistä avaruuteen. Lisää vetyä koronassa tekee vuorovaikutuksesta aurinkotuulen protonien kanssa yleisempiä, mikä luo tiheämmän ja kirkkaamman protonin hehkun.

"Kaikki Marsin protoniauroran luomiseen tarvittavat olosuhteet (kuten aurinkotuulen protonit, laajennettu vetyatmosfääri ja globaalin dipolimagneettikentän puuttuminen) ovat Marsissa paremmin käytettävissä kuin mitä tarvitaan muiden aurora -tyypien luomiseen", Hughes sanoi. "Lisäksi MAVEN -havaintojen välinen yhteys tarkoittaa, että protoni -auroraa voidaan todella käyttää Marsin ympäröivän vetykoronan tapahtumiin ja siten lisätä tilapäisesti ilmakehän päästöjä ja vesihukkaa."

Suositeltava: