MAVEN zachytil na Marse jav, ktorý sa doteraz pozoroval len v magnetosférach

Na Marse sa podarilo zachytiť atmosférický jav, ktorý vedci doteraz poznali len zo Zeme a z prostredia magnetosfér. Sonda NASA MAVEN pri analýze dát narazila na prejav takzvaného Zwan-Wolfovho efektu, ktorý sa podľa novej štúdie objavil v marťanskej ionosfére. Ide o prvé komplexné pozorovanie tohto efektu v atmosfére inej planéty.

Snímka zobrazuje: NASA’s MAVEN Makes 1st Discovery of Atmospheric Effect at Mars.

Zdroj: https://science.nasa.gov/missions/maven/nasas-maven-makes-1st-discovery-of-atmospheric-effect-at-mars/

Objav vznikol pri spätnom preskúmaní dát z decembra 2023, keď si výskumníci všimli nezvyčajné výkyvy v meraniach magnetického poľa. Tím potom skombinoval údaje z viacerých prístrojov na palube MAVEN a postupne vylúčil iné vysvetlenia. Nakoniec dospel k záveru, že pozorované zvláštnosti zodpovedajú Zwan-Wolfovmu efektu, ktorý sa na Zemi už desaťročia skúma v magnetosfére.

Pre Mars je to dôležité najmä preto, že planéta nemá globálne magnetické pole ako Zem. To znamená, že slnečný vietor a vesmírne počasie s ňou interagujú inak a môžu výraznejšie ovplyvňovať jej hornú atmosféru. Podľa autorov štúdie sa jav vyskytol v ionosfére, teda hlbšie v marťanskej atmosfére pod hranicou 200 kilometrov, kde sa nachádza veľa elektricky nabitých častíc.

Výskumníci zároveň naznačujú, že efekt môže v marťanskej ionosfére prebiehať aj neustále, len zvyčajne na úrovni, ktorú prístroje MAVEN nedokážu zachytiť. V tomto prípade ho zrejme zosilnila silná slnečná búrka, ktorá zasiahla Mars a zmenila veľkosť aj tvar jeho indukovanej magnetosféry. Práve táto udalosť mohla urobiť jav viditeľným v dátach.

Čo presne MAVEN videl

Zwan-Wolfov efekt bol prvýkrát opísaný v roku 1976. Na Zemi sa spája s tým, ako sa nabité častice „stláčajú“ pozdĺž magnetických štruktúr, ktoré vedci označujú ako flux tubes. V praxi to pomáha odkláňať slnečný vietor okolo Zeme. Na Marse sa však tento mechanizmus neobjavil v magnetosfére, ale priamo v atmosfére, čo je naozaj nezvyčajné.

Snímka zobrazuje: a stylized, not-to-scale, image of a yellow Sun with blue-hued waves drawn in between it and reddish Mars.

Zdroj: https://science.nasa.gov/missions/maven/nasas-maven-makes-1st-discovery-of-atmospheric-effect-at-mars/

Christopher Fowler z West Virginia University, hlavný autor štúdie, opísal, že pri analýze dát si najprv všimol len zaujímavé „vlnky“ v meraniach. Až ďalšie skúmanie ukázalo, že ide o jav, ktorý by podľa doterajších poznatkov nikto v planetárnej atmosfére nečakal. Práve to robí výsledok výnimočným.

Prečo je Mars iný než Zem

V planetárnej vede je rozdiel medzi Zemou a Marsom zásadný. Zem má silné globálne magnetické pole, ktoré vytvára ochranný štít proti časticiam zo Slnka. Mars takýto štít nemá, a preto je jeho atmosféra vystavená priamemu pôsobeniu slnečného vetra a vesmírneho počasia.

Všeobecne platí, že práve tieto interakcie môžu časom prispievať k úniku atmosféry do vesmíru. Misia MAVEN je od začiatku navrhnutá tak, aby skúmala hornú atmosféru Marsu, ionosféru a vzťah medzi planétou, Slnkom a slnečným vetrom. Nový objav preto zapadá do širšieho cieľa misie: lepšie pochopiť, ako Mars stráca atmosféru a čo to hovorí o jeho minulosti.

Prečo na tom záleží pre výskum vesmírneho počasia

Vesmírne počasie nie je len abstraktný pojem. Na planétach bez silného magnetického poľa môže meniť správanie nabitých častíc, ovplyvňovať horné vrstvy atmosféry a v niektorých prípadoch aj prostredie okolo budúcich alebo existujúcich misií. Pri Marse to môže byť dôležité pre sondy na obežnej dráhe aj pre technológie, ktoré by sa v budúcnosti mohli nachádzať na povrchu.

Shannon Curry, hlavná riešiteľka misie MAVEN, zdôraznila, že pochopenie interakcie vesmírneho počasia s Marsom je nevyhnutné. Podľa nej tím stále nachádza v dátach nové súvislosti medzi našou hviezdou a Červenou planétou. V tomto prípade ide aj o pripomenutie, že aj dobre preskúmané dáta môžu po rokoch priniesť prekvapenie.

Čo môže tento objav naznačovať do budúcnosti

Z vedeckého hľadiska je zaujímavé aj to, že podobný jav by sa mohol vyskytovať na ďalších neobalených telesách bez globálneho magnetického poľa, napríklad na Venuši alebo na mesiaci Titan. To je zatiaľ skôr širší kontext než priamy záver zo štúdie, no ukazuje, prečo je marťanské pozorovanie dôležité aj mimo samotného Marsu.

Zároveň zostáva otvorené, ako presne často sa Zwan-Wolfov efekt na Marse objavuje a aké silné musia byť podmienky, aby sa dal spoľahlivo zachytiť. Autori štúdie naznačujú, že bez silnej slnečnej udalosti by mohol zostať pod hranicou citlivosti prístrojov MAVEN. Ďalšie analýzy preto môžu ukázať, či ide o bežný, len ťažko merateľný proces, alebo o jav, ktorý sa výraznejšie prejavuje len pri extrémnom vesmírnom počasí.

Čo znamená misia MAVEN pre poznanie Marsu

MAVEN odštartoval v novembri 2013 a na obežnú dráhu Marsu vstúpil v septembri 2014. Odvtedy skúma hornú atmosféru planéty, ionosféru a ich vzťah so Slnkom. Práve tieto dlhodobé merania umožnili zachytiť aj taký nečakaný jav, akým je Zwan-Wolfov efekt v atmosfére Marsu.

Misia je súčasťou programu NASA Mars Exploration Program a na jej vedeckej prevádzke sa podieľa Laboratory for Atmospheric Space Physics na University of Colorado Boulder. NASA Goddard Space Flight Center misiu riadi, Lockheed Martin Space postavil sondu a NASA Jet Propulsion Laboratory zabezpečuje navigáciu a podporu Deep Space Network. Aj tento objav ukazuje, že dlhodobé planetárne misie môžu prinášať výsledky, ktoré sa nedajú naplánovať vopred, ale zásadne rozširujú naše poznanie o tom, ako fungujú planéty v blízkosti Slnka.

Zdroj: NASA Science

Pôvodný článok: https://science.nasa.gov/missions/maven/nasas-maven-makes-1st-discovery-of-atmospheric-effect-at-mars/