Milyen hatással vannak a napviharok a Mars légkörére?

2766

Ahogy a Nap mágneses aktivitása erősödik, egyre több napkitörés alakul ki. Egy nemrég megjelent szakcikk arról számolt be, hogy mit látott két, a Mars körül keringő űrszonda, miközben egy napvihar csapott le a vörös bolygóra.

A MAVEN űrszonda ultraibolya tartományban készített felvétele a Mars északi féltekéjéről. ([NASA/LASP/CU Boulder)

A Nap légkörében nagy mennyiségű mágneses energia halmozódik fel, amely időnként felszabadul, és úgynevezett koronakidobódásokat (coronal mass ejection, CME) okoz. Ez elég gyakori jelenség: amikor a Nap nyugodtabb, évente 50, amikor viszont aktivitásának csúcsán van, akár több mint évi 1000 koronakitörés is bekövetkezik. Ezeknek a viharoknak csupán egy része éri el Naprendszerünk bolygóit.

A Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) napkutató szonda 2000. novemberi felvételén két koronakidobódást is láthatunk. (ESA/NASA/SOHO)

Amikor egy ilyen koronakidobódás eléri a Földet, megzavarja bolygónk mágneses védőpajzsát, ennek köszönhetjük a lenyűgöző sarki fény felerősödését. Míg a Föld erőteljes, globális mágneses térrel rendelkezik, ami megvédi a légkörét ezektől a viharoktól, más bolygók nem ilyen szerencsések. A Mars kérgének egy része rendelkezik egy gyenge mágneses térrel, ami talán egy régi, erősebb és nagyobb mágneses tér maradványa, de a légkör nagyrészt védtelen. Annak megismerése, hogy a naptevékenység miképpen hat a Mars légkörére, fontos ahhoz, hogy megtudjuk, hogyan fejlődött az évmilliárdok során a vörös bolygó légköre és lakhatósága.

2021. december 4-én koronakidobódás következett be a Napon. Két nappal később a plazmavihar elszáguldott a BepiColombo űrszonda mellett, amely a Merkúrt elhagyva épp a napszélben fürdőzött, és a Mars felé tartott. A Mars közelében két űreszköz működött éppen: a Tianwen-1 és a MAVEN. Amikor a kitörés 2021. december 10-én elérte a Marsot, a bolygó nappali oldalánál lévő Tianwen-1 közvetlenül átélhette a becsapódást. A MAVEN az éjszakai oldalról kémlelt, és bár magát a becsapódást nem figyelhette meg, annak szemtanúja volt, hogy hogyan terjed a hatása a bolygón.

Illusztráció a Tianwen-1 és a MAVEN űrszonda pályájáról a koronakitörés alatt. A Tianwen-1 a bolygó nappali oldalának légkörét, míg a MAVEN az éjszakai oldal légkörét vizsgálta. A BepiColombo a Naphoz közelebbi helyzetéből figyelhette meg az eseményeket. (Yu et al. 2023)

Bingkun Yu (Institute of Deep Space Sciences) kutatócsoportja a két űreszköz szemszögéből vizsgálta egy ilyen becsapódás Marsra gyakorolt hatását. Az űrszondák a bolygó ionoszféráját figyelik, vagyis a légkörnek azt a rétegét, amelyet a Napból érkező nagy energiájú fotonok ionizálnak. Amikor a koronakitörés elérte a Mars nappali oldalánál várakozó Tianwen-1-et, összenyomta az ionoszférát, és több nap leforgása alatt fokozatosan lejjebb tolta annak határát.

Azt várnánk, hogy ilyenkor az ionoszféra plazmájának egy része a bolygó éjszakai oldalára vándorol. A MAVEN azonban egészen mást tapasztalt a becsapódáskor: a bolygó éjszakai oldalán jelentősen lecsökkent az ionok mennyisége. Ez arra utal, hogy az ionok teljesen megszöktek a légkörből ahelyett, hogy az éjszakai oldalra vándoroltak volna.

A kutatók arról számoltak be, hogy a Tianwen-1 és a MAVEN tanúja volt, amint a koronakidobódás ionokat távolít el a Mars légköréből. A MAVEN az elektronok 34%-ának, az O+ ionok 61%-ának és az O2+ ionok 73%-ának elvesztését tapasztalta a bolygólégkör 180 kilométer feletti tartományából.

A koronakidobódás a Mars ionoszférájára gyakorolt hatásainak összefoglalása. Az ionoszféra plazmasűrűsége, amelyet az összefüggő vonalak mutatnak, lecsökkent, és az ionopauza (az a magasság, amely felett a plazmasűrűség meredeken csökken) napról napra lejjebb került. (Yu et al. 2023)

Mivel a Mars légkörének csupán kis része ionizált, a jelenség nagyon kis mennyiséget távolított el a légkörből. Több milliárd év alatt azonban a koronakitörések összhatása hatalmas lehet: az ionvesztés hatással lehetett a Mars légkörének fejlődésére, és szerepet játszhatott abban, hogy bolygószomszédunk meleg és barátságos planétából a ma ismert kíméletlen, száraz világgá vált.

Az eredményeket közlő szakcikk a The Astrophysical Journal című lapban jelent meg.

Forrás: AAS Nova

Hozzászólás

hozzászólás