تكشف الدراسة عن سلوك غير متوقع للغلاف المغناطيسي للمريخ في ظل ظروف الرياح الشمسية

كشفت الأبحاث الحديثة عن رؤى مفاجئة حول العلاقة بين المريخ يسبب الغلاف المغناطيسي و الرياح الشمسيةويظهر أنه في ظل ظروف معينة، يمكن أن يتآكل الغلاف المغناطيسي للمريخ بشكل كبير. أجراها الباحثون في المعهد السويدي لفيزياء الفضاء (ايرف) و جامعة أوميوتوفر النتائج وجهات نظر جديدة حول كيفية تأثير ديناميكيات الرياح الشمسية على الغلاف الجوي للكوكب والمجال المغناطيسي، إلى جانب الآثار المترتبة على فقدان الغلاف الجوي على المريخ.

الغلاف المغناطيسي الفريد للمريخ

لا يمتلك المريخ مجالًا مغناطيسيًا داخليًا قويًا مثل الأرض. بدلا من ذلك، يتم تشكيل الكوكب الغلاف المغناطيسي المستحثيتم إنشاء جوها عند الاتصال المباشر الرياح الشمسية– تيار من الجسيمات المشحونة المنبعثة من الشمس. يؤدي هذا التفاعل إلى إنشاء فقاعة مغناطيسية مؤقتة حول المريخ، مما يحمي الكوكب من الإشعاع الشمسي. ومع ذلك، في ظل ظروف معينة، مثل متى بروتونات الرياح الشمسية عندما يقترن بالمجال المغناطيسي للرياح الشمسية، يمكن أن يضعف هذا الغلاف المغناطيسي المستحث ويتفكك.

المؤلف الرئيسي تشي تشانغدكتوراه. طالب في IRF و جامعة أوميويشرح أهميته: «عندما تتحد تدفقات البروتون من الرياح الشمسية مع المجال المغناطيسي للرياح الشمسية، ينهار الغلاف المغناطيسي المستحث للمريخ. مثل هذا الغلاف المغناطيسي المتدهور سيؤثر على مقدار الغلاف الجوي المفقود من المريخ إلى الفضاء.” في ظل هذه الظروف، يؤدي تدهور الغلاف المغناطيسي إلى إزالة الغلاف الجوي الرقيق للمريخ إلى الفضاء، مما يسرع من فقدان الغلاف الجوي.

البيانات المستمدة من Mars Express وMaven تكشف النقاب عن انهيار الغلاف المغناطيسي

استخدم فريق البحث أكثر من 20 عامًا من البيانات المأخوذة من الأدوات العلمية الموجودة على متن السفينة مارس اكسبريس (إيسا) و مخضرم مركبة فضائية (ناسا)، وكلاهما يدوران حول المريخ أسبيرا-3 أداة تم تطويرها بواسطة IRF. وقد سمحت الأداة بالمراقبة المستمرة لتدفقات الأيونات والإلكترونات والذرات المحايدة حول المريخ، مما ساهم في العديد من الاكتشافات الرئيسية حول الغلاف الجوي للكوكب والغلاف المغناطيسي على مر السنين.

من خلال خليط المحاكاة الحاسوبية أتاحت مجموعة البيانات الغنية هذه للعلماء محاكاة ومراقبة كيف يمكن أن تؤدي التغيرات في ظروف الرياح الشمسية إلى انهيار الغلاف المغناطيسي للمريخ. يعد هذا الاكتشاف مهمًا لفهم التطور طويل المدى للغلاف الجوي للمريخ وقدرته على الاحتفاظ بالغازات الرئيسية مثل الأكسجين.

الآثار المترتبة على فقدان الغلاف الجوي على المريخ

لقد كان المريخ يفقد غلافه الجوي بشكل مطرد منذ مليارات السنين، وتسلط هذه الدراسة الجديدة الضوء على إحدى العمليات التي تحرك هذه الظاهرة. قد يؤدي اضطراب الغلاف المغناطيسي للمريخ، عندما يتماشى مع ظروف معينة للرياح الشمسية، إلى تسريع عملية إزالة الجزيئات من الغلاف الجوي للكوكب إلى الفضاء. يعد هذا الاكتشاف أمرًا بالغ الأهمية لفهم مناخ الكوكب الماضي والانتقال من بيئة رطبة يمكن أن تكون صالحة للسكن إلى الصحراء الجافة والباردة التي نراها اليوم.

في حين أن الدراسات السابقة قد أدركت دور الرياح الشمسية في تآكل الغلاف الجوي على المريخ، فإن هذا البحث يقدم تفاصيل جديدة حول كيف يمكن أن يؤدي محاذاة بروتونات الرياح الشمسية مع المجال المغناطيسي الشمسي إلى تغييرات كبيرة في ديناميكيات الغلاف المغناطيسي للكوكب. ال أسبيرا-3 الملاحظات التفصيلية للأداة تفريغ الأيونات وقد ساهمت في فهم أفضل لهذه الظاهرة من خلال تقديم نظرة ثاقبة للآثار الأوسع لخسارة الغلاف الجوي.

مستقبل الغلاف الجوي للمريخ: ماذا سيأتي بعد ذلك؟

تفتح هذه النتائج آفاقًا جديدة للبحث المستقبلي في ديناميكيات الغلاف الجوي للمريخ وكيف يتصرف غلافه المغناطيسي في ظل ظروف الرياح الشمسية المختلفة. ستكون الملاحظات الحالية من MAVEN وMars Express أساسية لتوسيع معرفتنا في هذا المجال، ويمكن استكشاف إمكانية اكتشاف تأثيرات مماثلة على كواكب أخرى في النظام الشمسي.

وبينما يواصل تشي تشانغ وفريقه تحليل البيانات، فإن التأثيرات طويلة المدى للتغيرات في الغلاف المغناطيسي الناجمة عن الرياح الشمسية على مناخ المريخ وموائله ستكون محورًا لمزيد من الدراسات. يؤكد هذا البحث على الطبيعة الديناميكية والمعقدة لتفاعلات المريخ مع البيئة الفضائية، مما يوفر رؤى مهمة حول تطور الكواكب واستقرار الغلاف الجوي.

ومن خلال فهم هذه العمليات بشكل أفضل، يمكن للعلماء تحسين نماذج مناخ المريخ الماضي وقدرته على دعم الحياة. وتمثل نتائج هذه الدراسة، التي نشرت في مجلة نيتشر المرموقة، تقدما كبيرا في أبحاث المريخ وظواهر الطقس الفضائي التي تؤثر على الأجواء الكوكبية.

وفي الختام، تسلط الدراسة الضوء على مدى هشاشة الغلاف المغناطيسي للمريخ في ظل ظروف معينة من الرياح الشمسية والدور الذي يلعبه ذلك في فقدان الغلاف الجوي الحالي للكوكب. وسيستمر العمل والأبحاث المستقبلية في استكشاف كيفية تطور هذه العمليات وما هو تاريخ الكوكب الأحمر وإمكاناته لاستكشافه في المستقبل.