وفي ديسمبر/كانون الأول 2022، شهدت مهمة مافن التابعة لناسا حدثا شمسيا نادرا “اختفت فيه الرياح الشمسية”. وأدى ذلك إلى تغييرات كبيرة في الغلاف الجوي المريخي والغلاف المغناطيسي، بما في ذلك توسعهما. صدمت هذه البيانات العلماء، فشكلوا فريق عمل لدراسة هذه الظاهرة. الائتمان: SciTechDaily.com
ناسااكتشف MAVEN حدثًا شمسيًا فريدًا تأثر بشدة يوم الثلاثاءيوفر الغلاف الجوي رؤى مهمة حول تفاعل الكوكب مع الظواهر الشمسية.
في ديسمبر 2022، لاحظت مهمة MAVEN (تطور الغلاف الجوي للمريخ والتبخر) التابعة لناسا “اختفاء” مثيرًا وغير متوقع للجسيمات المشحونة المنبعثة باستمرار من الشمس المعروفة باسم الرياح الشمسية. لقد نتج عن نوع خاص من الأحداث الشمسية التي كانت قوية جدًا لدرجة أنها خلقت فراغًا في أعقابها أثناء انتقالها عبر النظام الشمسي.
وبسبب هذه الظاهرة، تظهر قياسات مافن على المريخ أن عدد الجسيمات التي تشكل الرياح الشمسية قد انخفض بشكل كبير. وبدون ضغط الرياح الشمسية، توسع الغلاف الجوي المريخي والغلاف المغناطيسي لآلاف الكيلومترات. إن MAVEN هو الأصل الوحيد الذي يمكنه مراقبة نشاط الشمس واستجابة الغلاف الجوي للمريخ لهذه التأثيرات الشمسية في نفس الوقت.
وقال البروفيسور جاسبر هاليجاس: “عندما نظرنا إلى البيانات لأول مرة، كان من غير المعقول تقريبًا مدى الانخفاض الكبير في الرياح الشمسية”. جامعة ايوا والمؤلف الرئيسي لدراسة جديدة لهذه الظاهرة. “لقد شكلنا فريق عمل لدراسة هذه الظاهرة، ووجدنا أن هذه الفترة مليئة بالاكتشافات المذهلة.”
تعرف على “اختفاء” الرياح الشمسية على المريخ، كما رصدتها مركبة مافن – آخر مرة تم رصدها على الأرض منذ ما يقرب من ربع قرن. المصدر: مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا
فهم الرياح الشمسية
مثل جميع الكواكب في نظامنا الشمسي، يتعرض المريخ باستمرار للرياح الشمسية. تمارس الرياح الشمسية ضغطًا على الغلاف المغناطيسي والغلاف الأيوني للمريخ، وتدفع معظم التدفق إلى الخارج من الغلاف الجوي. وحدث الحدث الشمسي في ديسمبر 2022 بسبب تجاوز الرياح الشمسية سريعة الحركة للرياح الشمسية الأبطأ، والتي كانت بمثابة المكنسة، حيث تجتاح المنطقتين معًا وتضغطهما. ترك هذا التفاعل، المعروف باسم منطقة تفاعل التيار، فراغًا نادرًا من الرياح الشمسية منخفضة الكثافة جدًا في أعقابه، وهو ما رصدته مركبة مافن. أدى “اختفاء” الرياح الشمسية هذا إلى بعض التفاعلات المذهلة داخل الغلاف المغناطيسي والغلاف الأيوني للمريخ.
عواقب الحدث
ومع انخفاض كثافة الرياح الشمسية بمقدار 100 مرة، أدى ذلك إلى انخفاض الضغط، مما تسبب في تمدد الغلاف المغناطيسي والغلاف الأيوني للكوكب آلاف الكيلومترات – ثلاثة أضعاف حجمهما الطبيعي – وتغيرهما بشكل كبير. تم دفع المجال المغناطيسي للشمس، الموجود عادةً داخل الغلاف الأيوني للمريخ، إلى الخارج، مما أدى إلى تغيير الغلاف الأيوني من حالة ممغنطة إلى حالة غير ممغنطة. وفي الوقت نفسه، فإن الطبقة الواقعة بين الرياح الشمسية والغلاف المغناطيسي هادئة على نحو غير عادي من الناحية الكهرومغناطيسية. تعتبر ملاحظات مافن لهذا الحدث الدرامي والتغيير والتوسع اللاحق للنظام بأكمله مهمة لفهم الفيزياء وراء فقدان الغلاف الجوي والماء على المريخ بشكل أفضل.
وأضاف هاليجاس: “نحن ننظر إلى كيفية استجابة المريخ عندما يتم تجريد الرياح الشمسية بشكل فعال”. “إنها تمثل دراسة رائعة خارج كوكب الأرض لما سيبدو عليه المريخ إذا كان يدور حول نجم أقل” رياحًا “.”
هذا عرض فني للغلاف الجوي للمريخ التابع لناسا والتطور المتقلب، أو مركبة الفضاء MAVEN، التي تدور حول المريخ. الائتمان: ناسا / GSFC
أهمية ملاحظات مافن
تعتبر أحداث الرياح الشمسية المتلاشية بهذا الحجم نادرة للغاية ويتم إنتاجها خلال فترات النشاط الشمسي المتزايد، لذا فهذه هي المرة الأولى التي تتاح فيها الفرصة لمهمة مافن لمراقبة مثل هذا الحدث. على الرغم من أن المركبات الفضائية الأخرى على المريخ والأرض قد لاحظت أيضًا جوانب من هذه الظاهرة، إلا أن مركبة مافن هي الوحيدة التي تمكنت من أخذ قياسات في وقت واحد من استجابة الشمس والغلاف الجوي للمريخ.
قال شانون كاري، الباحث الرئيسي في مافن: “إن مراقبة الظروف القاسية دائمًا لا تقدر بثمن من الناحية العلمية”. جامعة كاليفورنيا، بيركلي. “تم تصميم مافن لمراقبة هذا النوع من التفاعل بين الشمس والغلاف الجوي للمريخ، وقدمت المركبة الفضائية بيانات استثنائية خلال هذا الحدث الشمسي الشاذ حقًا.”
ومع تحرك الشمس نحو الحد الأقصى للطاقة الشمسية، وهي ذروة دورة نشاطها التي تبلغ 11 عامًا، يمكن أن يكون لمهمة مافن تأثير أكبر على فهمنا للأحداث الشمسية المتطرفة.
المشروع المشترك والخطط المستقبلية
وقالت جينا ديبراسيو، نائبة الباحث الرئيسي في مركبة مافن ونائب مدير قسم علوم الفيزياء الشمسية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند: “يُظهر هذا حقًا الدور المقطعي الذي ستلعبه مافن على المريخ”. “لن تقوم مركبة مافن بمراقبة ديناميكيات الغلاف الجوي للمريخ فحسب، بل ستقوم أيضًا بمراقبة مدخلات الطاقة الشمسية لتحسين فهمنا للشمس.”
ويتم تقديم الدراسة في اجتماع الخريف للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في سان فرانسيسكو.
الباحث الرئيسي لمركبة مافن موجود في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، ويدير مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ميريلاند مهمة مافن. قامت شركة لوكهيد مارتن ببناء المكوك الفضائي وهي المسؤولة عن عمليات المهمة. يوفر مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في جنوب كاليفورنيا دعمًا للملاحة وشبكة الفضاء السحيق. يتولى مختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء بجامعة كولورادو بولدر مسؤولية إدارة العمليات العلمية والعلاقات العامة والاتصالات. ويستعد فريق MAVEN للاحتفال بمرور 10 سنوات على وصول المركبة الفضائية إلى المريخ في سبتمبر 2024.
