Marsa magnētisma savītā aste

NASA kosmosa kuģa MAVEN novērojumi atklāj, ka saules vējš izraisa negaidītu mijiedarbību ar Sarkanās planētas vājo magnētismu.

Jaunie NASA MAVEN misijas rezultāti atklāj, ka uz Marsa notiek trīs veidu magnētiskā lauka līnijas: tās, kuras pāri planētai pārklāj Saules vējš (dzeltens), slēgtas līnijas, ko rada garozas magnētisma kabatas (zilā krāsā), un atklātā lauka līnijas (sarkanā krāsā). izveidots, kad pirmie divi savienojas planētas dienas malā.
Anil Rao / Univ. Kolorādo / MAVEN / NASA-GSFC

Žēl nabaga mazais Marss. Tas ir lielāks nekā dzīvsudrabs, tomēr planētu zinātnieki cīnās, lai saprastu, kāpēc tas nebeidzās lielāks, nekā tas ir. Savā sākumstadijā Sarkanajai planētai bija jābūt aizraujošai vietai ar prāvu magnētisko lauku, daudz blīvāku atmosfēru un šķidru ūdeni, kas plūst pāri tās virsmai. Bet magnētiskais lauks mistiski sabruka, lielākā daļa atmosfēras un ūdens aizbēga uz kosmosu, un virsma dziļi sasalst.

Šīs sekas, iespējams, ir savstarpēji saistītas, un, lai palīdzētu pētniekiem izdomāt lietas, NASA pirms četriem gadiem nosūtīja MAVEN orbiteru (īss Marsa atmosfērai un gaistošajam EvolutioN). Kopš ierašanās Marsā 2014. gada septembrī tā spektrometri un detektori laukiem un uzlādētām daļiņām apkopo novērojumus, kas raksturo to, kā Marss zaudēja atmosfēru.

Tā kā Marsam trūkst globāla magnētiskā lauka, pētnieki domāja, ka saules vējā iestrādātās lauka līnijas vienkārši slīd pāri Marsam, slīdot tām garām. Šī piespiedu tuvība radītu zināmu atmosfēras gāzes zudumu, pateicoties vairākiem efektiem, kas būtu vērsti gan uz neitrālajiem atomiem, gan uz joniem.

Marsa datormodelis parāda, kā magnetizētie planētas garozas reģioni rada magnētiskā lauka "burbuļus", kas sniedzas atmosfērā un ārpus tās.
Deivids Brains / Univ. Kolorādo

Bet šobrīd aprēķinātā noplūde ir tik lēna, ka 3½ miljardu gadu laikā planēta būtu zaudējusi ekvivalentu globālajam ūdens slānim, kura dziļums ir 3 metri (10 pēdas) un tikai 1 milibārs CO 2 - niecīga daļa no tā, ko kādreiz planēta bija. Skaidrs, ka pagātnē zaudējumu likmei vajadzēja būt enerģiskākai nekā tagad.

Marsam nav pilnīgi magnētisma. Zaudējumi no globālā lauka pirms miljardiem gadu - iespējams, tāpēc, ka tā izkausētā kodols ir sacietējis - atstāja aiz lokālas pastāvīgā magnētisma kabatas, kas iesaldētas Marsa garozā.

Tie rada burbuļiem līdzīgus mini magnetogrāfus, kas no atmosfēras un kosmosā no zemes virsas stiepjas virs kilometriem ilgi. MAVEN zinātnieki labprāt uzzināja, kā šīs magnetizētās kabatas mijiedarbojas ar Saules magnētisko lauku, ko ātrgaitas saules vējš veic caur starpplanētu telpu.

Misijas rezultāti, kas paziņoti nesenā zinātniskā sanāksmē Provo, Jūtā, liecina, ka planētas mijiedarbība ar Saules vēju ir sarežģītāka, nekā tiek domāts. NASA Goddard kosmosa lidojumu centra MAVEN projekta zinātniece Džina DiBraccio skaidro, ka lauka līnijas no lokalizētā magnētisma var savienoties ar Saules vēja lauku planētas dienas malā, kur saules vējš iekļūst visdziļāk.

Pētnieki tagad saprot, ka magnētiskā lauka līnijas, ko saules vējš (dzeltenā krāsā) ved no Saules, var saskarties ar lauka līnijām, kas saistītas ar magnetizētās Marsa garozas (zilās) kabatām, un atkal savienoties. Saules vējam virzoties garām planētai (virzienā pa labi), iegūtās atklātā lauka līnijas (sarkanā krāsā) var viegli ļaut atmosfēras joniem izkļūt kosmosā.
Tristans Vēbers / Univ. Kolorādo

Kad šie savienojumi virzījas uz nakts pusi, tie nodrošina tiešu jonu aizbēgšanas ceļu no atmosfēras caur konusa formas magnetofonu, kas sniedzas tālu aiz planētas. "Tas, ko mēs atrodam ar MAVEN, " viņa skaidro, "ir tas, ka lielākā daļa lauka līniju magnētiskajā astē ir atvērta kosmosam." Cik daudz laika, izmantojot šo mehānismu, iespējams, ir izkļuvis, vēl nav skaidrs.

Turklāt kosmosa kuģis atklāja, ka lauka līniju kolektīvā orientācija magnētiskajā astē parāda neparedzētu pagriezienu. Jingjuana Ma (Kalifornijas Universitāte, Losandželosa) datorizētās simulācijas var reproducēt šo novēroto vērpjot, bet tikai tad, ja dienas laikā starp burbuļa formas lokalizētiem laukiem un saules-vēja lauku notiek bagātīgi magnētiskās atkārtotas savienošanas notikumi.

MAVEN dati (labajā pusē) atklāj lauka līnijas orientācijas saiti Marsa magnētiskajā astiņā. Balstoties uz datoru modeļiem (pa kreisi, centrā), tas apgalvo, ka savienojums notiek starp saules vēju un lokalizētajiem Marsa magnētiskajiem laukiem.
Kreisais un centrs: Gina DiBraccio; pa labi: Yingjuan Ma

Tikmēr visa šī atkārtotā savienošana mazina lokalizētā pastāvīgā magnētisma spēju novērst saules vētru un citus lādētu daļiņu uzbrukumus no dziļas kosmosa - un tas nav labas ziņas tiem, kas cerēja, ka šīs magnetizētās kabatas varētu būt labas vietas meklēšanai lai pierādītu pagātnes (vai pašreizējās) primitīvās dzīvības formas uz planētas virsmas.