Každá planéta v našej slnečnej sústave interaguje s prúdom energetických častíc prichádzajúcich z nášho Slnka. Tieto častice sa často označujú ako „slnečný vietor“ a pozostávajú hlavne z elektrónov, protónov a alfa častíc, ktoré sa neustále vyvíjajú smerom k medzihviezdnemu priestoru. Tam, kde tento prúd príde do kontaktu s magnetosférou alebo atmosférou planéty, vytvára okolo nich oblasť, ktorá sa nazýva „úder lukom“.
Tieto regióny sa tvoria pred planétou a spomaľujú a odkláňajú slnečný vietor, keď sa pohybuje okolo - podobne ako je voda odklonená okolo lode. V prípade Marsu je to ionosféra planéty, ktorá poskytuje vodivé prostredie potrebné na vytvorenie luku. Podľa novej štúdie, ktorú vypracoval tím európskych vedcov, sa šokové posuny Marsu posunuli v dôsledku zmien atmosféry planéty.
Štúdia s názvom „Ročné variácie v mieste nárazu na prove Marsu Bow, ktoré pozorovala misia Mars Express Mission“, sa objavila v Žurnál geofyzikálnych listov: Vesmírna fyzika, Používanie údajov z internetu Mars Express orbiter, vedecký tím sa snažil preskúmať, ako a prečo sa poloha luku v priebehu niekoľkých marťanských rokov mení a za ktoré faktory sú zodpovedné.
Astronómovia si už mnoho desaťročí uvedomujú, že pred planétou sa vytvárajú šoky z luku, kde interakcia medzi slnečným vetrom a planétou spôsobuje, že energetické častice sa spomaľujú a postupne sa odkláňajú. Tam, kde slnečný vietor naráža na magnetosféru alebo atmosféru planéty, vytvára sa ostrá hraničná čiara, ktorá sa rozširuje okolo planéty v rozširujúcom sa oblúku.
Odtiaľ pochádza výraz bow bow, vďaka svojmu výraznému tvaru. V prípade Marsu, ktorý nemá globálne magnetické pole a pomerne tenkú atmosféru na spustenie (menej ako 1% atmosférického tlaku Zeme na úrovni mora), je to elektricky nabitá oblasť hornej atmosféry (ionosféra). ktorý je zodpovedný za vytvorenie luku šok okolo planéty.
Súčasne, Mars relatívne malá veľkosť, hmotnosť a gravitácia umožňuje vytvorenie rozšírenej atmosféry (t. J. Exosféry). V tejto časti atmosféry Marsu unikajú plynné atómy a molekuly do vesmíru a priamo interagujú so slnečným vetrom. V priebehu rokov bola táto rozšírená atmosféra a šok z luku pozorované niekoľkými obežnými misiami, ktoré odhalili odchýlky od jej hranice.
Predpokladá sa, že je to spôsobené viacerými faktormi, v neposlednom rade je to vzdialenosť. Pretože Mars má relatívne excentrickú obežnú dráhu (0,0934 v porovnaní so zemou 0,0167), jeho vzdialenosť od Slnka sa mení dosť - od 206,7 milióna km (128,437 milióna míľ; 1,3814 AU) pri perihéliu do 249,2 milióna km (154,8457 miliónov mi; 1,666) AU) na Aphelion.
Keď sa planéta blíži, zvyšuje sa dynamický tlak slnečného vetra proti atmosfére. Táto zmena vzdialenosti sa však časovo zhoduje so zvýšením množstva prichádzajúceho extrémneho ultrafialového (EUV) slnečného žiarenia. V dôsledku toho sa zvyšuje rýchlosť, pri ktorej sú ióny a elektróny (tiež známe ako plazma) produkované v hornej atmosfére, čo spôsobuje zvýšený tepelný tlak, ktorý pôsobí proti prichádzajúcemu slnečnému vetra.
Novo vytvorené ióny v rozšírenej atmosfére sú tiež zachytávané a urýchľované elektromagnetickými poľami prenášanými slnečným vetrom. To má za následok spomalenie a spôsobenie posunu lukov na Mars. Je známe, že k tomuto všetkému došlo v priebehu jediného marťanského roku - čo zodpovedá 686 971 Dňom Zeme alebo 668 5 991 Marťanom (sol).
To, ako sa bude správať dlhší čas, je však otázka, ktorá bola predtým nezodpovedaná. Tím európskych vedcov ako taký konzultoval údaje získané Mars Express misia počas päťročného obdobia. Tieto údaje boli získané analyzátorom vesmírneho plazmatu a elektrónového spektrometra EneRgetic (ASPERA-3) (ELS), ktorý tím použil na preskúmanie celkom 11 861 prechodov tlmičov.
Zistili, že v priemere je luk šokov bližšie k Marsu, keď je blízko apheliónu (8102 km) a ďalej od perihelionu (8984 km). Počas marťanského roka to vyjde na variáciu asi 11%, čo je celkom v súlade s jeho výstrednosťou. Tím však chcel zistiť, ktorý (ak vôbec) z predtým študovaných mechanizmov bol zodpovedný za túto zmenu.
Za týmto účelom tím považoval zmeny primárnej príčiny hustoty slnečného vetra, sily medziplanetárneho magnetického poľa a slnečného žiarenia - všetky sa zmenšujú, keď sa planéta dostane ďalej od Slnka. Zistili však, že poloha luku sa javila citlivejšia na zmeny slnečného žiarenia ako na extrémne UV žiarenie než na zmeny slnečného vetra samotného.
Rozdiely vo vzdialenosti šokových lukov tiež súviseli s množstvom prachu v atmosfére Marsu. Toto sa zvyšuje, keď sa Mars blíži k perihéliu, čo spôsobuje, že atmosféra absorbuje viac slnečného žiarenia a zahrieva sa. Rovnako ako to, ako zvýšené hladiny EUV vedie k zvýšenému množstvu plazmy v ionosfére a exosfére, zdá sa, že zvýšené množstvo prachu pôsobí ako nárazník proti slnečnému vetra.
Ako uviedol Benjamin Hall, vedecký pracovník na Lancasterskej univerzite vo Veľkej Británii a hlavný autor článku, uviedol v tlačovej správe ESA:
„Doteraz bolo preukázané, že prachové búrky interagujú s hornou atmosférou a ionosférou Marsu, takže medzi prachovými búrkami a miestom nárazu luku môže existovať nepriama väzba ... Neurobíme však žiadne ďalšie závery o tom, ako by prachové búrky mohli priamo súvisieť. ovplyvniť polohu marťanského šoku a nechať takéto vyšetrovanie na budúcu štúdiu. ““
Nakoniec Hall a jeho tím nedokázali vyjasniť žiadny faktor, keď sa zaoberali dôvodom, prečo sa šokové úrazy na Marse posunuli v dlhšom časovom období. "Zdá sa pravdepodobné, že žiaden mechanizmus nedokáže vysvetliť naše pozorovania, ale skôr kombinovaný účinok všetkých z nich," uviedol. „V tomto okamihu nemôže byť vylúčená žiadna z nich.“
Keď sa pozrieme do budúcnosti, Hall a jeho kolegovia dúfajú, že budúce misie pomôžu objasniť mechanizmy za posunom luku na Mars. Ako uviedol Hall, bude to pravdepodobne zahŕňať „“ spoločné vyšetrovania ESA Mars Express a Trace plynový Orbiter a NASA Maven poslanie. Zdá sa, že prvé údaje od spoločnosti MAVEN potvrdzujú trendy, ktoré sme objavili. “
Aj keď nejde o prvú analýzu, ktorá sa snažila porozumieť tomu, ako Marsova atmosféra interaguje so slnečným vetrom, táto konkrétna analýza bola založená na údajoch získaných za oveľa dlhšie časové obdobie, než akákoľvek predchádzajúca štúdia. Nakoniec mnohé misie, ktoré v súčasnosti študujú Mars, odhaľujú veľa o atmosférickej dynamike tejto planéty. Planéta, ktorá má na rozdiel od Zeme veľmi slabé magnetické pole.
To, čo sa v tomto procese naučíme, bude mať za následok dlhú cestu k zabezpečeniu toho, aby budúce prieskumné misie na Mars a iné planéty, ktoré majú slabé magnetické polia (ako Venuša a Ortuť), boli bezpečné a efektívne. Môže nám to dokonca niekedy pomôcť vytvoriť trvalé základne v týchto svetoch!
