Марс - дивна планета.
Є дані, що колись Червона планета приймала густу атмосферу та величезний океан. Однак у якийсь момент своєї еволюції планета, здавалося, витікала більшість своїх атмосферних газів у космос, і її океани випаровувались (або замерзали, а потім сублімувались, залежно від швидкості втрати атмосферного тиску). Існує кілька теорій про те, як марсіанська атмосфера витрачала 1% земної атмосфери, включаючи повільну ерозію частинок сонячного вітру та раптовий катастрофічний удар астероїда, підриваючи атмосферу в космос.
Планетарні вчені давно знають, що марсіанське магнітне поле дуже слабке і тому має малу захисну силу від безперервного сонячного вітру. За допомогою аналізу даних відставного супутника NASA Mars Global Surveyor (MGS) було отримано нове розуміння.
Однак далеко не доброякісне, це слабке магнітне поле в кінці може мати несприятливий вплив на атмосферу, захоплюючи атмосферні частинки магнітними «бульбашками» (а.к.а. плазмоїдами) шириною більше тисячі кілометрів, перш ніж видути масові у космос…
Ерозія марсіанської атмосфери сонячним вітром давно підозрюється як основний механізм втрати марсіанського повітря. Хоча повітря на Марсі суттєво відрізняється від нашого (марсіанська атмосфера - це насамперед СО2на базі, хоча земна атмосфера має дихаючу азотно-кисневу суміш), колись вважалося, що вона набагато щільніша, ніж сьогодні.
То куди поділася атмосфера? Оскільки марсіанська магнітосфера є досить незначною (вчені вважають, що глобальне магнітне поле в минулому, можливо, було набагато сильніше і, можливо, пошкоджене ударом астероїда), мало що може відвернути енергетичні іони сонячного вітру від взаємодії з атмосферою нижче. На Землі у нас дуже сильна магнітосфера, яка виступає невидимим силовим полем, не даючи зарядженим частинкам потрапляти в нашу атмосферу. У Марса немає такої розкоші.
Під час місії Mars Global Surveyor, запущеної в 1996 р. (Закінчуючи в 2006 р.), Супутник виявив дуже плямисте магнітне поле, що походить від марсіанської кори, переважно в південній півкулі. Природною думкою було б те, що, хоч і слабке, це плямисте поле може забезпечити обмежений захист атмосфери. Згідно з новими дослідженнями, що використовують старі дані MGS, це, мабуть, не так; магнітне поле кору може сприяти, можливо, прискорюючи втрати повітря.
У міру того, як плямисте коріння магнітного поля вимальовується з поверхні Марсія, воно створює «парасольки» магнітного потоку, захоплюючи заряджені атмосферні частинки. Десятки магнітних парасольок охоплюють до 40% Марса (головним чином зосередженого на півдні), сягаючи вище атмосфери. Тому ці магнітні структури відкриті для атаки від сонячного вітру.
“Парасольки - це те, де цілісні шматки повітря відриваються", - сказав Девід Брейн з UC Berkeley, який презентував свої дослідження MGS на семінарі з плазми в Хантсвіллі 2008 року 27 жовтня.
Хоча це може звучати драматично, існує реальна можливість, що цей процес спостерігався на Марсі вперше. Магнітні парасольки проникають через атмосферу і відчувають динамічний тиск від сонячного вітру. Далі буде добре відомий механізм у галузі магнітогідродинаміки (MHD): відновлення.
У міру того, як парасолькові корінці контактують із міжпланетним магнітним полем (МВФ), що переноситься сонячним вітром, є ймовірність повторного з'єднання. За словами Девіда Брейна, MGS пройшла через таку область відновлення під час однієї зі своїх орбіт. "Об'єднані поля обернулися навколо пакета газу на вершині марсіанської атмосфери, утворюючи магнітну капсулу завширшки тисячі кілометрів з іонізованим повітрям, захопленим усередині," він сказав. "Сонячний тиск вітру змусив капсулу «відщипнути», і вона видула, взявши з собою вантаж повітря.”
З цього першого результату Мозг знайшов ще десяток магнітних «бульбашок», що несуть з собою шматки марсіанської іоносфери. Ці бульбашки відомі як «плазмоїди», оскільки містять заряджені частинки або плазму.
Мозок прагне зазначити, що ці результати далеко не остаточні. Наприклад, MGS був обладнаний лише для виявлення однієї зарядженої частинки - електрона; іони мають різні характеристики, і тому можуть впливати по-різному. Також супутник проводив вимірювання на постійній висоті в той же місцевий час доби. Потрібно більше даних у різний час та на різних висотах.
Однією з таких місій NASA, яка могла б допомогти у плазмоїдних полюваннях, є Атмосфера Марса та мінливі еволюції супутник (MAVEN), запланований до запуску в 2013 році. MAVEN проаналізує марсіанську атмосферу для конкретного вивчення ерозії сонячним вітром, виявлення електронів та іонів; вимірюючи не тільки магнітне, але й електричне поле. Еліптична орбіта MAVEN також дозволить зонду досліджувати різні висоти в різний час.
Тож ми чекаємо MAVEN, щоб довести або спростувати теорію плазмоїдів Мозга. Так чи інакше, це деякі вражаючі докази, що вказують на досить несподіваний механізм, який міг би бути, буквально, вирвати атмосферу Марса в космос ...
Джерело: NASA
