2023 decemberében a Mars kutatói váratlan felfedezésre bukkantak, amikor a vörös bolygó légkörének adatait elemezték. A NASA MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) missziójának műszerei olyan légköri jelenséget azonosítottak, amelyet korábban soha nem figyeltek meg a Marson. Ez a jelenség, amely a Föld magnetoszférájában már jól ismert, a töltött részecskék összenyomódásával jár, hasonlóan ahhoz, ahogy a fogkrém préselődik ki a tubusból a mágneses fluxuscsövek mentén.
A Zwan-Wolf effektus néven ismert folyamat a Földön segíti a napszél eltérítését bolygónk körül, és évtizedek óta tanulmányozzák. Most azonban a Nature Communications folyóiratban megjelent új tanulmány első alkalommal mutatja be ennek a hatásnak a részletes megfigyelését a Mars légkörében. Christopher Fowler, a West Virginia Egyetem kutatója és a tanulmány vezető szerzője elmondta, hogy az adatok vizsgálata közben hirtelen nagyon érdekes hullámzásokat vett észre, és soha nem gondolta volna, hogy ez a jelenség áll a háttérben, mivel korábban soha nem figyelték meg bolygólégkörben.
A Zwan-Wolf effektust először 1976-ban fedezték fel, és egészen mostanáig csak bolygók magnetoszférájában, nem pedig légkörében sikerült megfigyelni. Ellentétben a Földdel, a Marsot nem védi globális mágneses mező, ami alapvetően befolyásolja a napszéllel és az űridőjárással való kölcsönhatását. Az új kutatás során a jelenséget az ionoszférában, a Mars légkörének mélyén, 200 kilométer alatti magasságban észlelték, ahol jelentős számban találhatók elektromosan töltött részecskék.
A napszél hatása a Mars ionoszférájára
Bár a Mars rendelkezik egy indukált magnetoszférával, amely a napszél és a marsi ionoszféra kölcsönhatásából származik, ennek mérete és alakja jelentősen változhat a nagyobb napszél- és űridőjárási események hatására. Fowler és csapata pontosan ezt figyelte meg a MAVEN adataiban, amikor egy hatalmas napvihar érte el a Marsot. A kutatási eredmények alapján a Zwan-Wolf effektus folyamatosan jelen lehet a marsi ionoszférában, de olyan alacsony szinten, amelyet a MAVEN műszerei nem képesek érzékelni normál körülmények között.
Az űridőjárási esemény hatása felerősítette a jelenséget, lehetővé téve a tudósok számára, hogy az adatokban felfedezzék azt. Kezdetben Fowler és csapata furcsa fluktuációkat észlelt a mágneses mező méréseiben, miközben az űrszonda átrepült a légkörön. A jelenség magyarázatához több MAVEN műszer adatait is megvizsgálták, beleértve az ionoszféra töltött részecskéinek méréseit is, és a nyomozás során még több szokatlan jellemzőre bukkantak.
Több más lehetőség kizárása után a csapat végül azonosítani tudta a Zhan-Wolf effektust, amely minden általuk megfigyelt jelenséget megmagyarázott. Fowler szerint senki sem számított arra, hogy ez a hatás egyáltalán előfordulhat a légkörben, ami még izgalmasabbá teszi a felfedezést. A jelenség olyan új fizikai folyamatokat vezet be, amelyeket eddig nem vizsgáltak, és új módot mutat arra, hogy a Nap és az űridőjárás hogyan változtathatja meg a marsi légkör dinamikáját.
Az űridőjárás megértésének fontossága a Marson
A Zwan-Wolf effektus marsi megértése tovább mélyíti tudásunkat arról, hogy az űridőjárás hogyan hat a bolygóra, és új betekintést nyújt abba, hogy ez a jelenség hogyan fordulhat elő más, mágneses mezővel nem rendelkező égitesteken, például a Vénuszon vagy a Szaturnusz Titán holdján. Az ilyen megfigyelések rávilágítanak arra is, mennyire fontos tudni, hogy a nagy űridőjárási események hogyan vezethetnek változásokhoz a vörös bolygó környezetében, és hogyan befolyásolhatják a Marson vagy annak közelében lévő eszközöket.
Shannon Curry, a MAVEN misszió vezető kutatója és a Colorado Boulder Egyetem Légköri Űrfizikai Laboratóriumának tudósa hangsúlyozta, hogy elengedhetetlen megérteni, hogyan lép kölcsönhatásba az űridőjárás a Marssal. A MAVEN csapata folyamatosan új felfedezéseket tesz az adatkészletek segítségével, és megtalálja az összefüggéseket a Nap és a vörös bolygó között. A MAVEN űrszonda 2013 novemberében indult, és 2014 szeptemberében állt Mars körüli pályára.
A misszió célja a bolygó felső légkörének, ionoszférájának, valamint a Nappal és a napszéllel való kölcsönhatásainak feltárása, hogy megértsék a marsi légkör űrbe történő elvesztését. A légkörvesztés tanulmányozása segít a tudósoknak betekintést nyerni a vörös bolygó légkörének és éghajlatának történetébe, valamint a folyékony víz és a bolygó lakhatóságának kérdésébe. A MAVEN űrszonda 2025 decemberében megszakította a kapcsolatot a földi állomásokkal, és 2026 februárjában a NASA egy anomáliavizsgáló testületet hívott össze az űrszonda valószínű állapotának és helyreállítási esélyeinek felmérésére.
© LASP/CU Boulder
Forrás: Nasa.gov ↗̱
