سان فرانسيسكو - أفاد علماء في 12 كانون الأول / ديسمبر هنا في الاجتماع السنوي للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي (AGU) أن عرض الشفق القطبي في سماء المريخ عرض مذهل ، ويقدم أيضًا أدلة مهمة حول كيفية تسرب مياه الكوكب الأحمر إلى الغلاف الجوي.
تم تحديد نوع من الشفق يسمى الشفق البروتوني لأول مرة على كوكب المريخ في عام 2016 ، باستخدام بيانات من المركبة الفضائية المريخ والغلاف الجوي المتطور (MAVEN). هذه الشفق ، التي تحدث أثناء النهار وتنتج ضوءًا فوق بنفسجيًا ، غير مرئية للعين المجردة ، ولكن تم رصدها بواسطة جهاز التصوير الفوتوغرافي الطيفي للأشعة فوق البنفسجية (MAVEN).
في الآونة الأخيرة ، ألقى الباحثون نظرة فاحصة على الشفق البروتوني المريخي ، وقاموا بتحليل البيانات المتراكمة على مدى سنوات من الملاحظات ووصف نتائجهم في دراسة جديدة. وجدوا أن هذه الشفق ليست نادرة كما كان يعتقد في الأصل. في الواقع ، إنها الشفق الأكثر شيوعًا في كوكب المريخ وهي متكررة بشكل مدهش ، "مع معدل حدوث 100 ٪ تقريبًا على جانب النهار من الكوكب في جنوب الصيف" ، قالت مؤلفة الدراسة الرئيسية أندريا هيوز ، طالبة الدكتوراه في الفيزياء الهندسية في Embry - جامعة ريدل للطيران في دايتونا بيتش بولاية فلوريدا.
"أعتقد أن احتمال رؤية الشفق البروتوني خلال الصيف الجنوبي على جانب النهار يقترب من 100٪!" قال هيوز لـ Live Science. "أعتقد أن ذلك كان أكثر مفاجأة بالنسبة لي ، كما أعتقد ، لمعظم أعضاء الفريق أيضًا".
عادة ما تظهر الشفق على الأرض عندما تنهار تيارات من الجسيمات المشحونة من الشمس - المعروفة أيضًا باسم الرياح الشمسية ، التي تسير بسرعة حوالي مليون ميل في الساعة (1.6 مليون كم / ساعة) - في المجال المغناطيسي لكوكبنا. تصطدم التصادمات عالية الطاقة بين الجسيمات الشمسية وجزيئات الغاز في الغلاف الجوي توهج السماء مثل الأضواء الشمالية والجنوبية.
تبدأ الشفق البروتوني للمريخ أيضًا بالرياح الشمسية. ولكن في هذه الحالة ، تتصادم البروتونات المشحونة مع سحابة من الهيدروجين المحيط بالمريخ. هناك ، يبتعدون الإلكترونات عن ذرات الهيدروجين ، مما يحيد البروتونات. أوضح هيوز في AGU أنه عندما تدخل تلك الذرات المحايدة النشطة الغلاف الجوي السفلي للمريخ ، فإن اصطدامها بالجزيئات ينتج توهجًا بالأشعة فوق البنفسجية - الشفق البروتوني.
لماذا هذه الشفق الشائع خلال الصيف الجنوبي للمريخ؟ قال هيوز: "لقد عرفنا منذ عدة سنوات عن الاختلاف الموسمي في هيدروجين الهيدروجين" - سحابة الهيدروجين المحيطة بالمريخ - والتي تقع على أعلى ارتفاع لها حول الانقلاب الصيفي. بعبارة أخرى ، تكون أشهر الصيف عندما تكون سحابة هيدروجين المريخ في وضع مثالي للتفاعل بشكل متكرر مع الرياح الشمسية وإنتاج الشفق البروتوني شبه الثابت.
وهذا ليس كل ما اكتشفه الباحثون. مع ارتفاع درجات الحرارة خلال أشهر الصيف ، تحمل سحب الغبار المتصاعدة بخار الماء بعيدًا عن سطح المريخ. وقال هيوز: "يتسبب ذلك في تكسير الهيدروجين إلى هيدروجين وأكسجين ، مما يجعله يهرب". "وبسبب ذلك - وبسبب العلاقة بين بروتونات الرياح الشمسية التي تتفاعل مع الهيدروجين في الغلاف الجوي للمريخ - نعلم أنه عندما نرى أورورا البروتون ، فإن مصدر ذلك ليس الرياح الشمسية فقط ولكن أيضًا هذه المياه التي تنكسر بعيدا وضياع في الفضاء ".
في هذه المرحلة ، قد تتساءل عما إذا كنت قادرًا على مشاهدة الشفق البروتوني إذا كنت تقف على كوكب المريخ - لكنك لسوء الحظ لن تفعل ذلك.
"إنه ليس شيئًا يمكن ملاحظته من السطح ، لأننا ننظر إلى هذا في ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، ويتم امتصاص الأشعة فوق البنفسجية في الغلاف الجوي. لذلك عندما يصل إلى السطح ، لن ترى ذلك" ، هيوز قال.
ومع ذلك ، لنفترض أنك كنت مسافرًا فضاءًا يصل إلى المريخ في النهار أثناء الصيف في نصف الكرة الجنوبي. قال هيوز: "إذا كنت سترتدي نظارات واقية من الأشعة فوق البنفسجية أثناء اقتراب مركبتك الفضائية ،" إذن نعم ، ستتمكن بالتأكيد من رؤية هذا التحسين الجميل للانبعاثات - وربما الشفق البروتوني يرقص في الجو ".
ولكن بما أن رحلات الفضاء البشرية إلى كوكب المريخ لا تزال حلماً بعيد المنال ، فقد يمر بعض الوقت قبل أن يختبر الناس هذا المشهد المذهل مباشرة.
تم نشر النتائج على الإنترنت في 12 ديسمبر في مجلة JGR Space Physics.
