Наші очі їх не бачать, але марсіанські полярні є там, і це більш звично, ніж ми думали колись. Марсіанські полярні вперше були виявлені в 2016 році космічним кораблем НАСА НАСА. Тепер деякі нові результати розширюють наші знання про ці незвичайні полярні походження.
Більшість читачів космічного журналу знають про полярні походження Землі та про їх створення. Коли достатньо потужний сонячний вітер вражає магнітосферу Землі, частинки (зазвичай електрони, але іноді протони) збуджуються та іонізують різні компоненти атмосфери. Це випромінює різні кольори та форми світла. Явище створює зворушливий ефемерний показ, який зачаровує око. Аврори зазвичай обмежуються північною та південною полярними широтами, за винятком випадків, коли сонячний вітер дуже потужний.
Марсіанські полярні схожі та різні.
Марсіанські полярні походження - це все протонні полярні походження, і вони трапляються протягом дня. Вони випромінюють лише ультрафіолетове світло, а значить, наші очі до них сліпі. Але інструмент на космічному апараті MAVEN (Mars Atmosphere і Volatile EvolutioN) може їх побачити. Він називається Ультразвуковим спектрографом візуалізації (IUVS.)
MAVEN досліджує марсіанську атмосферу. Одне з запитань дуже специфічне: як воно втратило свою атмосферу? Щоб відповісти, що він спостерігає верхню атмосферу, іоносферу та те, як Марс взаємодіє із сонячним вітром. У рамках своєї роботи він виявив протонну похідну Марса.
Марсіанські протонні походження та втрата атмосфери та житла Марса пов'язані між собою. Марс оточений водневою короною, що надходить із самої планети. Коли цей водень виходить з Марса, це створює втрати води. Існує кореляція між швидкістю та інтенсивністю марсіанських полярних сімей та втратами води.
"Можливо, одного дня, коли міжпланетні подорожі стануть звичними ... мандрівники з перших очей стануть свідками завершальних етапів Марса, що втрачає залишок води в космосі".
Андрея Х'юз, провідний автор аеронавігаційного університету Ембрі-Реддла
Коли сонячний вітер від Сонця вражає Марс, це насправді просто протони: атоми водню зі своїм електроном позбавлені сильного тепла. Протон вражає водневу корону, вкрадаючи електрон і знову стає атомом з нейтральним зарядом. Оскільки він зараз нейтральний, він обходить луковий удар Марсової магнітосфери. Потім атом потрапляє в тонку атмосферу Марса, стикаючись з молекулами газу і випромінюючи ультрафіолетове світло.
"У цьому новому дослідженні з використанням даних MAVEN / IUVS за декілька років Марса команда виявила, що періоди посиленого атмосферного втечі відповідають збільшенню виникнення та інтенсивності протонної полярної аврори", - сказала Андрея Х'юз з аеронавігаційного університету Ембрі-Ріддла в Дейтона-Біч, штат Флорида . Х'юз є головним автором нової статті під назвою "Протонна полярна полярність на Марсі: феномен денного проникнення в південне літо". Він був опублікований 12 грудня в Журналі геофізичних досліджень, космічної фізики.
"Можливо, одного дня, коли міжпланетні подорожі стануть звичним явищем, мандрівники, що прилітають на Марс протягом південного літа, матимуть сидіння переднього ряду, щоб спостерігати за марсіанським протонним походженням, велично танцюючи по всій денній частині планети (звичайно, вдягаючи захисні окуляри, сприйнятливі до ультрафіолету, звичайно). Ці мандрівники будуть переконатися з перших вуст, як завершальні етапи Марса втрачають залишок води в космосі ", - заявив Х'юз у прес-релізі.
Перший раз, коли MAVEN помітив марсіанські полярні пологи, вчені подумали, що це порівняно рідкісне явище. Але тепер вони знайшли ці УФ протонні полярні набагато частіше. "Спочатку ми вважали, що ці події є досить рідкісними, тому що ми не дивилися у потрібні часи та місця", - сказав Майк Шаффін, науковий співробітник лабораторії фізики атмосфери та космічної косміки Університету Колорадо Боулдер та другий автор дослідження.
"Але після ближчого огляду ми виявили, що протонна полярна трапляється набагато частіше в дні південних літніх спостережень, ніж ми спочатку очікували". Команда виявила протонну полярну землю приблизно у 14 відсотках спостережень за денними днями, що збільшується до більш ніж 80 відсотків часу, коли лише літні спостереження південного літа розглядаються. "Для порівняння, IUVS виявив дифузну полярну хвилю на Марсі на декількох відсотках орбіт зі сприятливою геометрією, а дискретні виявлення полярних сімей все рідше все ще знаходяться в наборі даних", - сказав Нік Шнайдер, співавтор та керівник команди IUVS в LASP.
Факт, що ці полярні поглинання влітку більше, особливо південного літа, заінтригував вчених. Це було підказкою, як вони могли відстежувати постійні втрати води на Марсі. Марс найближчий до Сонця під час півдня та літа, тому отримує більше сонячного вітру. Влітку також можуть породжуватися величезні пилові бурі, які не тільки створюють величезні пилові вежі заввишки до 80 кілометрів, але і змушують водяну пару високо в атмосферу.
Сонячний УФ розбиває водяну пару на водень та кисень, а збільшений водень у водневій корони Марса означає, що взаємодія між ним та сонячними частинками збільшується, створюючи УФ полярне сяйво.
"Усі умови, необхідні для створення марсіанської протонної полярності (наприклад, Протони сонячного вітру, розширена атмосфера водню та відсутність глобального дипольного магнітного поля) частіше доступні на Марсі, ніж ті, які потрібні для створення інших типів полярних зон », - сказав Х'юз. "Крім того, зв'язок між спостереженнями MAVEN щодо збільшення атмосферних викидів та збільшення частоти та інтенсивності протонної полярності означає, що протонна полярність насправді може бути використана як проксі для того, що відбувається у водневій короні, що оточує Марс, і, отже, проксі для часу збільшення атмосферні втечі та втрати води ».
Більше:
- Прес-реліз: Newfound Martian Aurora - насправді найпоширеніший; Навіси світла на мінливому кліматі Марса
- Дослідницький документ: Протонська полярна порода на Марсі: явище денного явища, що проникає в південне літо
- Космічний журнал: Коли марсіанські бурі дійсно йдуть, вони створюють вежі з пилом висотою 80 кілометрів
- Анотація дослідження: Експрес-спостереження Марса за водородною короною Марса
