أكتشاف جديد بشأن الغلاف الجوي للمريخ

تضافرت جهود "الغلاف الجوي للمريخ والتطور المتقلب" (MAVEN) التابع لناسا ومسبار الأمل الإماراتي لدراسة الشفق القطبي فوق البنفسجي الذي يرقص ويتوهج عاليا في الغلاف الجوي للمريخ.
ويكشف البحث الجديد أن هذه الأحداث النهارية ليست دائما منتشرة، وخالية من الملامح وموزعة بالتساوي، ولكنها ديناميكية ومتغيرة للغاية، وتحتوي على هياكل دقيقة.
وقال عالم الكواكب مايك شافين من جامعة كولورادو بولدر: "تشير ملاحظات EMM (مهمة الإمارات لاستكشاف المريخ) إلى أن الشفق القطبي كان واسع الانتشار وغير منظم لدرجة أن بيئة البلازما حول المريخ يجب أن تكون مضطربة حقا، لدرجة أن الرياح الشمسية كانت تؤثر بشكل مباشر على الغلاف الجوي العلوي أينما لاحظنا الانبعاث الشفقي، ومن خلال الجمع بين الملاحظات الشفقية ل EMM وقياسات MAVEN لبيئة البلازما الشفقية، يمكننا تأكيد هذه الفرضية وتحديد أن ما نراه كان في الأساس خريطة لمكان تمطر الرياح الشمسية على الكوكب".
ووصف الشفق البروتوني - الشفق الأكثر شيوعا على الكوكب الأحمر - لأول مرة في عام 2018، كما يظهر في بيانات MAVEN، وتتشكل بشكل مشابه إلى حد ما لكيفية تشكل الشفق على الأرض؛ ومع ذلك، نظرا لأن المريخ وحش مختلف تماما، بدون غلاف مغناطيسي مدفوع داخليا مثل الأرض، فإن النتيجة النهائية فريدة بالنسبة للمريخ.
ويتشكل الشفق البروتوني عندما تصطدم البروتونات الموجبة الشحنة في الرياح الشمسية بغلاف الهيدروجين الخاص بالمريخ وتتأين، ما يسرق الإلكترونات من ذرات الهيدروجين لتصبح محايدة.
ويسمح تبادل الشحنة هذا للجسيمات المحايدة بتجاوز صدمة المجال المغناطيسي حول المريخ، حيث تمطر في الغلاف الجوي العلوي وتنبعث منها ضوء فوق بنفسجي.
وكان يعتقد أن هذه العملية أنتجت بشكل موثوق انبعاث شفقي موحد على مدار أيام المريخ. وتظهر الملاحظات الجديدة خلاف ذلك.
وبدلا من المظهر الجانبي السلس المتوقع، تُظهر البيانات من مسبار الأمل أن الشفق القطبي أحيانا يكون غير مكتمل، ما يشير إلى أنه يمكن أن تكون هناك عمليات غير معروفة أثناء تكوين هذه الشفق.
وتحمل المركبة المدارية التابعة لناسا مجموعة كاملة من أدوات البلازما، لاستكشاف الرياح الشمسية، والبيئة المغناطيسية، والأيونات الحرارية في الفضاء حول المريخ.
وبعبارة أخرى، فإن التفاعل الفوضوي النادر بين المريخ والرياح الشمسية هو المسؤول عن الشفق القطبي غير المكتمل.
ومع ذلك، من الممكن أن تكون هناك آثار على الغلاف الجوي على المدى الطويل وفقدان المياه؛ بدون مجال مغناطيسي عالمي، يستمر المريخ في فقدان كليهما.
ومن المثير للاهتمام أن الشفق القطبي البروتوني - سواء كان أملس أو غير مكتمل - يمكن أن يساعدنا في فهم واحد على الأقل من هذه، نظرا لأن الهيدروجين المتضمن يتم إنشاؤه جزئيا بواسطة الماء الموجود في الغلاف الجوي للمريخ المتسرب إلى الفضاء.
وكتب الباحثون: "ستكون هناك حاجة إلى العديد من دراسات البيانات والنمذجة المستقبلية لاستكشاف الآثار الكاملة لهذه الظروف على تطور الغلاف الجوي للمريخ."