Ο Άρης είναι ένας παράξενος πλανήτης.
Υπάρχουν ενδείξεις ότι ο Κόκκινος Πλανήτης κάποτε φιλοξένησε μια παχιά ατμόσφαιρα και απέραντους ωκεανούς. Ωστόσο, σε κάποιο σημείο της εξέλιξής του, ο πλανήτης φάνηκε να διαρρέει την πλειονότητα των ατμοσφαιρικών αερίων του στο διάστημα και οι ωκεανοί του εξατμίστηκαν (ή πάγωσαν και έπειτα εξατμίστηκαν, ανάλογα με το πόσο γρήγορα χάθηκε η ατμοσφαιρική πίεση). Υπάρχουν αρκετές θεωρίες για το πώς η αττική ατμόσφαιρα σπαταλήθηκε στο 1% αυτής της Γης, συμπεριλαμβανομένης της αργής διάβρωσης από σωματίδια ηλιακού ανέμου και ξαφνικής καταστροφικής αστεροειδούς επίδρασης, ανατινάσσοντας την ατμόσφαιρα στο διάστημα.
Οι πλανητικοί επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και πολύ καιρό ότι το μαγνητικό πεδίο του Άρη είναι πολύ ασθενές και ως εκ τούτου έχει μικρή προστατευτική αντοχή από τον συνεχή ηλιακό άνεμο. Μέσω της ανάλυσης δεδομένων από τον συνταξιούχο δορυφόρο NASA Mars Global Surveyor (MGS), αποκτήθηκε μια νέα εικόνα.
Μακριά από καλοήθη, ωστόσο, αυτό το αδύναμο μαγνητικό πεδίο του φλοιού μπορεί στην πραγματικότητα να έχει δυσμενείς επιπτώσεις στην ατμόσφαιρα, συλλαμβάνοντας ατμοσφαιρικά σωματίδια σε μαγνητικές «φυσαλίδες» (π.χ. πλασμίδια) πλάτους πάνω από χίλιες χιλιόμετρα, πριν διογκωθούν μαζικά στο διάστημα…
Η διάβρωση της αττικής ατμόσφαιρας από τον ηλιακό άνεμο υπήρξε από καιρό υποψία ως ο πρωταρχικός μηχανισμός πίσω από την απώλεια αέρα του Άρη. Αν και ο αέρας του Άρη είναι σημαντικά διαφορετικός από τον δικό μας (η αττική ατμόσφαιρα είναι κυρίως CO2-με βάση, ενώ η επίγεια ατμόσφαιρα έχει ένα αναπνεύσιμο μείγμα αζώτου-οξυγόνου), κάποτε θεωρήθηκε ότι ήταν πολύ πιο πυκνό από ό, τι σήμερα.
Πού πήγε λοιπόν η ατμόσφαιρα; Καθώς η μαγνητόσφαιρα του Άρη είναι αρκετά ασήμαντη (ο επιστήμονας πιστεύει ότι το παγκόσμιο μαγνητικό πεδίο μπορεί να ήταν πολύ ισχυρότερο στο παρελθόν και πιθανώς να έχει υποστεί ζημιά από αστεροειδείς κρούσεις), υπάρχουν λίγα για να εκτρέψουν τα ενεργητικά ηλιακά ιόντα ανέμου από την αλληλεπίδραση με την ατμόσφαιρα παρακάτω. Στη Γη, έχουμε μια πολύ ισχυρή μαγνητόσφαιρα που λειτουργεί ως αόρατο πεδίο δύναμης, εμποδίζοντας τα φορτισμένα σωματίδια να εισέλθουν στην ατμόσφαιρά μας. Ο Άρης δεν έχει αυτήν την πολυτέλεια.
Κατά τη διάρκεια της αποστολής Mars Global Surveyor, που ξεκίνησε το 1996 (λήγει το 2006), ο δορυφόρος εντόπισε ένα πολύ ανομοιογενές μαγνητικό πεδίο που προέρχεται από τον φλοιό του Άρη, κυρίως στο νότιο ημισφαίριο. Η φυσική σκέψη θα ήταν ότι, αν και αδύναμο, αυτό το ανώμαλο πεδίο μπορεί να παρέχει κάποια περιορισμένη προστασία για την ατμόσφαιρα. Σύμφωνα με νέα έρευνα που χρησιμοποιεί παλιά δεδομένα MGS, αυτό πιθανώς δεν ισχύει. το μαγνητικό πεδίο του φλοιού μπορεί να συμβάλλει, ενδεχομένως στην επιτάχυνση, της απώλειας αέρα.
Καθώς το ανοξείδωτο μαγνητικό πεδίο φλοιού ανεβαίνει από την επιφάνεια του Άρη, δημιουργεί «ομπρέλες» μαγνητικής ροής, παγιδεύοντας φορτισμένα ατμοσφαιρικά σωματίδια. Δεκάδες μαγνητικές ομπρέλες καλύπτουν έως και το 40% του Άρη (κυρίως συγκεντρωμένο στο νότο), φτάνοντας πάνω από την ατμόσφαιρα. Αυτές οι μαγνητικές δομές είναι επομένως ανοικτές για επίθεση από τον ηλιακό άνεμο.
“Οι ομπρέλες είναι όπου σχίζονται συνεκτικά κομμάτια αέρα», Δήλωσε ο David Brain του UC Berkeley, ο οποίος παρουσίασε την έρευνα του MGS στο εργαστήριο πλάσματος Huntsville του 2008 στις 27 Οκτωβρίου.
Αν και αυτό μπορεί να ακούγεται δραματικό, υπάρχει μια πραγματική πιθανότητα ότι αυτή η διαδικασία έχει παρατηρηθεί στον Άρη για πρώτη φορά. Οι μαγνητικές ομπρέλες φτάνουν μέσα από την ατμόσφαιρα και αισθάνονται δυναμική πίεση από τον ηλιακό άνεμο. Αυτό που θα συμβεί στη συνέχεια είναι ένας πολύ γνωστός μηχανισμός στον τομέα της μαγνητοϋδροδυναμικής (MHD): ανασύνδεση.
Καθώς οι ομπρέλες φλοιού έρχονται σε επαφή με το διαπλανητικό μαγνητικό πεδίο (IMF) που μεταφέρεται από τον ηλιακό άνεμο, υπάρχει πιθανότητα να προκληθεί επανασύνδεση. Σύμφωνα με τον David Brain, το MGS πέρασε από μια τέτοια περιοχή επανασύνδεσης κατά τη διάρκεια μιας από τις τροχιές του. «Τα ενωμένα πεδία τυλίχθηκαν γύρω από ένα πακέτο αερίου στην κορυφή της αττικής ατμόσφαιρας, σχηματίζοντας μια μαγνητική κάψουλα πλάτους χίλιου χιλιομέτρου με ιονισμένο αέρα παγιδευμένο μέσα," αυτός είπε. «Η ηλιακή πίεση ανέμου προκάλεσε την κάψουλα να «τσίμπησε» και ξέσπασε, παίρνοντας μαζί του το φορτίο του αέρα.”
Από αυτό το πρώτο αποτέλεσμα, ο εγκέφαλος έχει βρει άλλες δώδεκα μαγνητικές «φυσαλίδες» που μεταφέρουν κομμάτια της ιονόσφαιρας του Άρη μαζί τους. Αυτές οι φυσαλίδες είναι γνωστές ως «πλασμίδια» καθώς περιέχουν φορτισμένα σωματίδια ή πλάσμα.
Ο Brain θέλει να επισημάνει ότι αυτά τα αποτελέσματα δεν είναι καθόλου πειστικά. Για παράδειγμα, το MGS ήταν εξοπλισμένο μόνο για την ανίχνευση ενός φορτισμένου σωματιδίου, του ηλεκτρονίου. Τα ιόντα έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά και επομένως ενδέχεται να επηρεάζονται διαφορετικά. Επίσης, ο δορυφόρος έκανε μετρήσεις σε σταθερό υψόμετρο την ίδια τοπική ώρα της ημέρας. Απαιτούνται περισσότερα δεδομένα σε διαφορετικούς χρόνους και διαφορετικά υψόμετρα.
Μια τέτοια αποστολή της NASA που θα μπορούσε να βοηθήσει στο κυνήγι του πλασμιδίου είναι η Ατμόσφαιρα του Άρη και πτητική εξέλιξη δορυφόρος (MAVEN), που έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει το 2013. Το MAVEN θα αναλύσει την ατμόσφαιρα του Άρη για να μελετήσει συγκεκριμένα τη διάβρωση από τον ηλιακό άνεμο, ανιχνεύοντας ηλεκτρόνια και ιόντα. μέτρηση όχι μόνο του μαγνητικού, αλλά και του ηλεκτρικού πεδίου. Η ελλειπτική τροχιά του MAVEN θα επιτρέψει επίσης στον ανιχνευτή να διερευνήσει διάφορα υψόμετρα σε διαφορετικές χρονικές στιγμές.
Περιμένουμε λοιπόν τον MAVEN να αποδείξει ή να διαψεύσει τη θεωρία πλασμιδίου του εγκεφάλου. Είτε έτσι είτε αλλιώς, αυτή είναι κάποια δελεαστική απόδειξη που δείχνει έναν μάλλον απροσδόκητο μηχανισμό που θα μπορούσε, κυριολεκτικά, να σκίσει την ατμόσφαιρα του Άρη στο διάστημα…
Πηγή: NASA
