สถานที่ตั้งของออโรร่าบนดาวอังคาร เครดิตรูปภาพ: ESA คลิกเพื่อขยาย
Auroras คล้ายกับแสงเหนือของโลกดูเหมือนจะเป็นเรื่องธรรมดาบนดาวอังคารตามที่นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์ซึ่งได้ทำการวิเคราะห์ข้อมูลมูลค่าหกปีจาก Mars Global Surveyor
การค้นพบแสงออโรร่าหลายร้อยครั้งในช่วงหกปีที่ผ่านมาเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจเนื่องจากดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็กโลกที่บนโลกเป็นแหล่งกำเนิดของแสงเหนือแสงออโรร่าและออโรร่าออสทอรัส
เนื้อเรื่องของเหตุการณ์ 13,000 auroral บนดาวอังคาร
ตามที่นักฟิสิกส์กล่าวว่าแสงออโรร่าบนดาวอังคารไม่ได้เกิดจากสนามแม่เหล็กทั่วโลก แต่เกี่ยวข้องกับแผ่นสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งในเปลือกโลกซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในซีกโลกใต้ และพวกเขาก็อาจจะไม่ได้สีสันสดใสเหมือนกันนักวิจัยกล่าวว่าอิเล็กตรอนที่มีปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลในชั้นบรรยากาศเพื่อสร้างแสงนั้นน่าจะสร้างแสงอุลตร้าไวโอเล็ตได้เท่านั้นไม่ใช่สีแดงสีเขียวและสีน้ำเงินของโลก
“ ความจริงที่ว่าเราเห็นแสงออโรร่าบ่อยเท่าที่เราทำได้นั้นน่าทึ่งมาก” David A. Brain นักฟิสิกส์ UC A. Berkeley ผู้เขียนนำรายงานการค้นพบที่เพิ่งได้รับการยอมรับจากวารสาร Geophysical Research Letters กล่าว “ การค้นพบแสงออโรร่าบนดาวอังคารสอนเราบางอย่างเกี่ยวกับวิธีการและสาเหตุที่เกิดขึ้นที่อื่นในระบบสุริยะรวมถึงดาวพฤหัสดาวเสาร์ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน”
Brain และ Jasper S. Halekas ทั้งผู้ช่วยนักวิจัยฟิสิกส์ที่ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์อวกาศของ UC Berkeley พร้อมด้วยเพื่อนร่วมงานจาก UC Berkeley มหาวิทยาลัยมิชิแกนศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA และมหาวิทยาลัย Toulouse ในฝรั่งเศสรายงานการค้นพบของพวกเขาใน โปสเตอร์ที่นำเสนอในวันศุกร์ที่ 9 ธันวาคมที่การประชุมสมาคมธรณีฟิสิกส์อเมริกันในซานฟรานซิสโก
เมื่อปีที่แล้วยานอวกาศยุโรป Mars Express ตรวจพบแสงอัลตร้าไวโอเล็ตในตอนกลางคืนของดาวอังคารและทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติระบุว่ามันเป็นแสงแฟลชในเดือนพฤษภาคมปีที่แล้ว เมื่อได้ยินการค้นพบนักวิจัย UC Berkeley หันไปใช้ข้อมูลจาก Mars Global Surveyor เพื่อดูว่าชุดเครื่องมือ UC Berkeley บนบอร์ด - เครื่องวัดการสะท้อนกลับของอิเล็กโตรมิเตอร์แม่เหล็ก - ตรวจจับหลักฐานอื่นของออโรร่า ยานอวกาศได้โคจรรอบดาวอังคารมาตั้งแต่เดือนกันยายน 1997 และตั้งแต่ปี 1999 ได้ทำแผนที่จากระดับความสูง 400 กิโลเมตร (250 ไมล์) พื้นผิวดาวอังคารและสนามแม่เหล็กของดาวอังคาร มันอยู่ในวงโคจรขั้วโลกที่ทำให้มันอยู่เสมอเวลา 14.00 น. เมื่ออยู่ในด้านกลางคืนของดาวเคราะห์
ภายในหนึ่งชั่วโมงของการค้นพบข้อมูลสมองและ Halekas ค้นพบหลักฐานของแสงออโรร่าซึ่งเป็นจุดสูงสุดของสเปกตรัมพลังงานอิเล็กตรอนเหมือนกับยอดเขาที่มองเห็นในบรรยากาศของโลกในช่วงแสงออโรร่า ตั้งแต่นั้นมาพวกเขาได้ตรวจสอบการบันทึกมากกว่า 6 ล้านครั้งโดยเครื่องสะท้อนแสงอิเล็คตรอนและพบว่ามีข้อมูลอยู่ประมาณ 13,000 สัญญาณพร้อมกับยอดสูงสุดของอิเล็กตรอนของออโรร่า จากข้อมูลของ Brain สิ่งนี้อาจเป็นตัวแทนของเหตุการณ์ทางแสงอรุณหลายร้อยคืนเช่นแสงแฟลชที่เห็นโดย Mars Express
เมื่อนักฟิสิกส์สองคนระบุตำแหน่งของการสังเกตแต่ละครั้งแสงออโรร่าก็ใกล้เคียงกับขอบสนามแม่เหล็กบนพื้นผิวดาวอังคารอย่างแม่นยำ ทีมเดียวกันนำโดยผู้เขียนร่วม Mario H. Acu? a จาก Goddard Space Flight Center และ Robert Lin, UC Berkeley ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์และผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์อวกาศได้ทำแผนที่สนามแม่เหล็กพื้นผิวเหล่านี้อย่างกว้างขวางโดยใช้เครื่องวัดสนามแม่เหล็ก / บน Mars Global Surveyor ในขณะที่แสงออโรร่าของโลกเกิดขึ้นที่เส้นสนามแม่เหล็กพุ่งลงสู่พื้นผิวที่ขั้วเหนือและขั้วโลกใต้ออโรร่าของดาวอังคารก็เกิดขึ้นที่ขอบของพื้นที่แม่เหล็กที่มีเส้นสนามโค้งในแนวตั้ง
จากการสังเกตการณ์ทางหู 13,000 ครั้งจนถึงตอนนี้สิ่งที่ใหญ่ที่สุดดูเหมือนจะสอดคล้องกับกิจกรรมลมสุริยะที่เพิ่มขึ้น
“ แสงแฟลชที่ดาวอังคารแสดงให้เห็นนั้นดูเหมือนจะอยู่ในจุดสิ้นสุดของพลังงานที่เป็นไปได้” Halekas กล่าว “ เช่นเดียวกับบนโลกสภาพอากาศในอวกาศและพายุสุริยะนั้นมีแนวโน้มที่จะทำให้แสงออโรร่าสว่างและแข็งแกร่งขึ้น”
ภาพของสนามแม่เหล็กพื้นผิวบนดาวอังคาร
แสงออโรร่าของโลกนั้นเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคที่มีประจุจากดวงอาทิตย์พุ่งเข้าสู่สนามแม่เหล็กป้องกันของโลกและแทนที่จะถูกเจาะลงไปที่พื้นดินจะถูกเบี่ยงเบนไปตามแนวเส้นสนามไปยังขั้วที่ซึ่งพวกมันลงและชนกับอะตอมในชั้นบรรยากาศ ของแสงรอบเสาแต่ละอัน อิเล็กตรอนเป็นส่วนใหญ่ของอนุภาคที่มีประจุและกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางฟิสิกส์ยังไม่เข้าใจว่าการเร่งอิเล็กตรอนทำให้เกิดจุดสูงสุดในสเปกตรัมของพลังงานอิเล็กตรอน
กระบวนการบนดาวอังคารอาจจะคล้ายกันหลินกล่าวว่าในอนุภาคลมสุริยะนั้นถูกส่งผ่านไปยังด้านกลางคืนของดาวอังคารซึ่งพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับเส้นสนามของเปลือกโลก แสงอุลตร้าไวโอเลตเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคถูกกระทบโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์
“ การสำรวจชี้ให้เห็นว่ากระบวนการเร่งความเร็วเกิดขึ้นเช่นเดียวกับบนโลก” เขากล่าว “ มีบางสิ่งที่จับอิเล็กตรอนและให้พวกเขาเตะ”
สิ่งที่“ บางสิ่ง” นั้นยังคงเป็นปริศนาแม้ว่าหลินและเพื่อนร่วมงาน UC Berkeley ของเขาโน้มตัวไปยังกระบวนการที่เรียกว่าการเชื่อมต่อสนามแม่เหล็กใหม่ซึ่งสนามแม่เหล็กที่เดินทางไปกับอนุภาคลมสุริยะจะแตกตัวและเชื่อมต่อกับสนามเปลือกโลก เส้นสนามที่เชื่อมต่อใหม่อาจเป็นสิ่งที่เหวี่ยงอนุภาคไปสู่พลังงานที่สูงขึ้น
Brain กล่าวว่าสนามแม่เหล็กที่พื้นผิวนั้นผลิตโดยหินที่มีแม่เหล็กดึงดูดสูงที่เกิดขึ้นในพื้นที่กว้างถึง 1,000 กิโลเมตรและลึก 10 กิโลเมตร แผ่นแปะเหล่านี้อาจคงไว้ซึ่งแม่เหล็กที่เหลืออยู่เมื่อดาวอังคารมีสนามโลกในลักษณะที่คล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเข็มถูกลูบด้วยแม่เหล็กกระตุ้นให้เกิดการสะกดจิตที่ยังคงอยู่แม้หลังจากถอนแม่เหล็กแล้ว เมื่อเขตข้อมูลทั่วโลกของดาวอังคารเสียชีวิตไปหลายพันล้านปีมาแล้วลมสุริยะก็สามารถแยกชั้นบรรยากาศออกไปได้ มีเพียงเปลือกโลกที่แข็งแรงเท่านั้นที่ยังคงอยู่เพื่อป้องกันบางส่วนของพื้นผิว
“ เราเรียกพวกเขาว่ามินิ - magnetospheres เพราะพวกมันแข็งแกร่งพอที่จะต้านทานลมสุริยะ” หลินกล่าวโดยสังเกตว่าทุ่งหญ้านั้นยาวถึง 1,300 กิโลเมตรเหนือพื้นผิว อย่างไรก็ตามสนามแม่เหล็กของดาวอังคารที่แข็งแกร่งที่สุดนั้นอ่อนกว่าสนามแม่เหล็กที่พื้นผิวโลกถึง 50 เท่า เป็นการยากที่จะอธิบายว่าเขตข้อมูลเหล่านี้สามารถเร่งและเร่งความเร็วลมสุริยะได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะสร้างแสงออโรร่าได้อย่างไร
Brain, Halekas, Lin และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาหวังที่จะขุดข้อมูล Mars Global Surveyor สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับออโรร่าและอาจเข้าร่วมกับทีมยุโรปที่ดำเนินการ Mars Express เพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแฟลชที่สามารถไขปริศนาความลึกลับของกำเนิดได้
“ Mars Global Surveyor ถูกออกแบบมาเพื่ออายุการใช้งาน 685 วัน แต่มันมีค่ามากมานานกว่าหกปีแล้วและเรายังคงได้รับผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม” หลินตั้งข้อสังเกต
งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากองค์การนาซ่า ผู้เขียนร่วมกับสมอง, Halekas, Lin และ Acu a คือ Laura M. Peticolas, Janet G. Luhmann, David L. Mitchell และ Greg T. Delory จากห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์อวกาศของ UC Berkeley Steve W. Bougher จากมหาวิทยาลัยมิชิแกน; และ Henri R? me ของ Centre d 'Etude Spatiale des Rayonnements ในตูลูส
แหล่งที่มาเดิม: UC Berkeley News Release
