خورشید دارد هوای سیاره سرخ را از چنگش می رباید

* فضاپیمای تکامل جو و گازهای گریزای بهرام ناسا (ماون، MAVEN) فرآیندی را شناسایی کرده که گویا نقشی کلیدی در تبدیل شدن اقلیم سیاره ی سرخ از یک محیط گرم و آبناک که شاید می توانسته پشتیبان زندگی نیز باشد به محیط سرد و خشک و برهوت امروزی بازی کرده است.

داده های ماون به پژوهشگران این امکان را داد تا نرخ دسترفت گاز از جو امروز بهرام (مریخ) توسط بادهای خورشیدی را تعیین کنند. این یافته ها نشان می دهند که فرسایش جو بهرام به هنگام توفان های خورشیدی افزایش می یابد. دستاوردهای علمی ماموریت ماون در شماره ی ۵ نوامبر نشریه ی ساینس و ژئوفیزیکال ریسرچ لترز منتشر شده.

برداشت هنری از برخورد توفان خورشیدی با بهرام و جدا کردن یون ها از جو بالایی این سیاره. تصویر بزرگ تر

جان گرانسفلد، فضانورد و مدیر دستیار هیات مدیره ی ماموریت های علمی ناسا در مرکز فرماندهی ناسا در واشنگتن دی.سی می گوید: «به نظر می رسد سیاره ی بهرام در گذشته جَو ضخیم و به اندازه ی کافی گرمی داشته که بتواند آب را به حالت مایع روی سطح نگه دارد، چیزی که عاملی کلیدی برای زندگی از گونه ی آشنای ما است. پی بردن به آن چه که بر سر هوای بهرام آمده بر آگاهی ما از پویایی و دگرگونی هر گونه جو سیاره ای خواهد افزود. این مهم است که بدانیم چه چیزی می تواند اقلیم  یک سیاره را از محیطی با توان میزبانی جانداران ذره بینی روی سطح به محیطی بدون این توانایی تغییر دهد، و ماموریت ناسا در بهرام پاسخ به همین پرسش کلیدی است.»

سنجش های فضاپیمای ماون نشان می دهد که باد خورشیدی گازها را با نرخی نزدیک به ۱۰۰ گرم در هر ثانیه از جو سیاره جدا می کند و به فضا می فرستد. بروس جاکوسکی، سربازرس ماون در دانشگاه بولدر کلرادو می گوید: «همان گونه که دزدیدنِ روزانه چند سکه از صندوق فروشگاه پس از مدتی زیان بزرگی به بار می آورد، این دسترفت گاز هم با گذشت زمان مقدار هنگفتی می شود. ما دیده ایم که فرسایش جوی در زمان توفان های خورشیدی افزایش چشمگیری می یابد، پس به باور ما این دسترفت در میلیاردها سال پیش، هنگامی که خورشید ستاره ای جوان و بسیار فعال تر بوده نرخ بسیار بیشتری داشته است.»

همچنین در پی برخورد یک رشته توفان خورشیدی به جو بهرام درسال ۲۰۱۵، ماون به افزایشی در این دسترفت پی برد. نرخ های دسترفت بیشتر و فراوان تر بودن توفان های خورشید در گذشته نشان می دهد که به احتمال بسیار، رانده شدن جو به فضا فرآیندی عمده در دگرگونی اقلیمی بهرام بوده است.

باد خورشیدی جریانی از ذرات باردار -بیشتر پروتون و الکترون- است که با سرعتی نزدیک به یک میلیون مایل بر ساعت از جو خورشید به فضا رانده می شود و میدان مغناطیسی ویژه اش را نیز با خود می برد. هنگامی که این باد از روی سیاره ی بهرام می گذرد، میدان مغناطیسی‌اش می تواند یک میدان الکتریکی پدید بیاورد، بسیار همانند تولید برق با کمک یک توربین روی زمین. این میدان الکتریکی اتم های باردار (یون های) گازی در جو بالایی بهرام را شتاب می دهد و به درون فضا می راند. [برای همین است که: * سیاره سرخ هم شفق قطبی دارد!]

فضاپیمای ماون تاکنون این را بررسی می کرده که بادها و پرتوهای فرابنفش خورشید چگونه گازها را از بالای جو سیاره ی سرخ جدا می کنند. یافته های تازه نشانگر اینست که این دسترفت در سه ناحیه ی گوناگون سیاره رخ می دهد: پایین "دُم"، جایی که باد رو به پشت سیاره جریان دارد، بالای قطب های سیاره در یک "ستونی قطبی"، و ابر کشیده ای از گاز که سیاره را در بر گرفته. گروه دانشمندان تعیین کردند که حدود ۷۵ درصد یون های گریزنده از منطقه ی دُم هستند، و حدود ۲۵ درصد از ناحیه ی ستونی. جزء بسیار کوچکی هم از ابر گسترده ی پیرامون سیاره می گریزد.

این پویانمایی که با بهره از داده های فضاپیمای تکامل جو و گازهای گریزای بهرام ناسا (می‌ون، MAVEN) درست شده نشان می دهد که چگونه باد خورشید یون های جو بالایی بهرام را از آن جدا کرده و به فضا می راند. در این پویانمایی، یک همسنجی میان یون های گریزنده را بر پایه ی داده های ماون از شار یون اکسیژن می بینیم. یافته ها به خوبی با این الگوی چشمداشتی همخوانی دارد که پرانرژی ترین یون ها (رنگ سرخ) در بالای سیاره شتاب می گیرند، ولی بیشتر یون های گریزنده (سرخ) از منطقه ی "دُم" در مسیر باد به فضا می روند.

-------------------------------------------

مناطق باستانی بهرام نشانه هایی از فراوانی آب را در خود دارند- از جمله ی این نشانه ها، ساختارهایی همانند دره ها است که توسط رودها کَنده شده اند و کانی های ته‌نشستی (رسوبی) که تنها در حضور آب مایع پدید می آیند. این ویژگی ها دانشمندان به این فکر واداشت که میلیاردها سال پیش، جو بهرام بسیار چگال تر و به اندازه ی کافی گرم بوده که رودها، دریاچه ها و حتی چه بسا اقیانوس هایی از آب مایع روی آن پدید آید.

به تازگی پژوهشگران با کمک مدارگرد شناسایی بهرام ناسا (MRO) تغییراتی فصلی را در ظاهر نمک های هیدراته دیده اند که نشان دهنده ی آب شور مایع روی بهرام است. ولی جو امروزین بهرام بسیار سردتر و تنُک تر از آنست که بتواند پشتیبان مقدار فراوان یا دیرپای آب مایع بر روی سطح این سیاره باشد. [خواندید: * قطعی شد: بر روی سیاره سرخ، آب روان وجود دارد]

جو گریبفسکی، دانشمند پروژه ی ماون در مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا در گرین بلت مریلند می گوید: «فرسایش باد خورشیدی یک سازوکار مهم برای دسترفت جو است، و به اندازه ی کافی مهم بوده که تغییر چشمگیر محیط بهرام به پای آن نوشته شود. ماون فرآیندهای ددیگری را هم برای دسترفت جو بررسی می کند -مانند دسترفت به خاطر برخورد یون ها و یا گریز اتم های هیدروژن- و این ها تنها اهمیت گریزهای جَوی را افزایش می دهند.»

پراکندگی یون های گریزنده بر پایه ی انرژی

ماموریت فضاپیمای MAVEN ناسا که در نوامبر سال ۲۰۱۳ راهی سیاره ی سرخ شد اینست که تعیین کند چه میزان از هوا و آب این سیاره به فضا گریخته. این نخستین ماموریت از این گونه است که برای شناخت تاثیر احتمالی خورشید بر دگرگونی های جوی سیاره ی سرخ اختصاص داده شده. ماون تنها کمی بیش از یک سال است که در کنار بهرام کار می کند و ماموریت علمی اصلی خود را در نوامبر ۲۰۱۶ به پایان خواهد برد.

در همین زمینه: * سیاره بهرام چگونه بیشتر جو خود را از دست داد؟   
و: * وقتی تیتان در برابر باد خورشید بی پناه می شود

واژه نامه:

NASA - Mars Atmosphere and Volatile Evolution - MAVEN - planet - Mars - solar wind - solar storm - Science - Geophysical Research Letters - John Grunsfeld - Science Mission Directorate - planetary atmosphere - cash register - Bruce Jakosky - erosion - sun - proton - electron - magnetic field - electric field - Earth - electricity - atom - ion - ultraviolet - Red Planet - liquid water - Mars Reconnaissance Orbiter - hydrated salt - Joe Grebowsky - Goddard Space Flight Center - hydrogen - animation - oxygen

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان