Zkroucený ocas marťanského magnetismu

Z pozorování kosmické lodi NASA MAVEN vyplývá, že sluneční vítr způsobuje neočekávané interakce se slabým magnetismem Rudé planety.

Nové výsledky z mise NASA MAVEN odhalují, že na Marsu se vyskytují tři druhy čar magnetického pole: ty, které přes planetu vrhá sluneční vítr (žlutá), uzavřené linie vytvořené kapsami krustálního magnetismu (modrá) a otevřené pole (červená) vytvořeno, když se první dva spojí na planetě.
Anil Rao / Univ. Colorado / MAVEN / NASA-GSFC

Škoda, špatný malý Mars. Je to větší než Merkur, ale vědci v planetární oblasti se snaží pochopit, proč to neskončí větší, než je. V počátcích musela být červená planeta vzrušujícím místem, s velkým magnetickým polem, mnohem hustší atmosférou a tekutou vodou tekoucí přes její povrch. Magnetické pole se však záhadně zhroutilo, většina atmosféry a vody unikla do vesmíru a povrch se dostal do hlubokého mrazu.

Tyto důsledky jsou pravděpodobně ve vzájemném vztahu a na pomoc vědcům vymýšlet věci, které NASA vyslala před čtyřmi lety orbiter MAVEN (zkratka pro Mars Atmosphere a Volatile EvolutioN). Od svého příletu na Mars v září 2014 shromažďují jeho spektrometry a detektory pro pole a nabité částice pozorování, která mají vliv na to, jak Mars ztratil svou atmosféru.

Protože na Marsu chybí globální magnetické pole, vědci se domnívali, že si polní čáry zakotvené ve slunečním větru jednoduše zakrývají Mars, když se klouzají. Tato nucená intimita by způsobila určitou ztrátu atmosférického plynu prostřednictvím více účinků, které by se zaměřily na neutrální atomy i ionty.

Počítačový model Marsu ukazuje, jak magnetizované oblasti kůry planety vytvářejí „bubliny“ magnetického pole, které sahají do atmosféry i za ní.
David Brain / Univ. z Colorada

Ale nyní je vypočítaný únik tak pomalý, že po více než 3 miliardách let by planeta ztratila ekvivalent globální vrstvy vody 3 metry (10 stop) hluboký a jen 1 milibar CO 2 - malý zlomek toho, co planeta jednou měl. Je zřejmé, že míra ztrát musela být v minulosti silnější, než je tomu nyní.

Mars není úplně bez magnetismu. Ztráta globálního pole před miliardami let - pravděpodobně proto, že roztavené jádro ztuhlo - zanechalo lokalizované kapsy remanentního magnetismu zamrzlé v marťanské kůře.

Vytvářejí bublinkové mini-magnetosféry, které se rozprostírají vzhůru od povrchu po hromadu kilometrů atmosférou a do vesmíru. Vědci MAVEN se dychtivě dozvěděli, jak tyto magnetizované kapsy interagují s magnetickým polem Slunce přenášeným meziplanetárním prostorem vysokorychlostním slunečním větrem.

Výsledky misí oznámené na nedávném vědeckém setkání v Provo v Utahu ukazují, že interakce planety se slunečním větrem je složitější, než se myslelo. Gina DiBraccio, projektová vědkyně společnosti MAVEN v Goddardově vesmírném letovém středisku NASA, vysvětluje, že silové pole z lokalizovaného magnetismu se může spojit s polem slunečního větru na planetě, kde sluneční vítr proniká nejhlubší.

Vědci si nyní uvědomují, že magnetické siločáry vynášené ze Slunce slunečním větrem (žluté) se mohou setkat s siločáry spojenými s kapsami magnetizované marťanské kůry (modré) a znovu se spojit. Jak se sluneční vítr pohybuje kolem planety (směrem doprava), výsledné otevřené linie pole (červená) mohou snadno umožnit atmosférickým iontům uniknout do vesmíru.
Tristan Weber / Univ. z Colorada

Jakmile se tato spojení otočí kolem na noční stranu, poskytují přímou únikovou cestu pro ionty z atmosféry skrz kuželovitou magnetickou plachtu, která sahá daleko za planetu. „Co zjistíme s MAVENEM, “ vysvětluje, „je to, že většina polí v magnetické křižovatce je otevřena do vesmíru.“ O kolik více plynu by mohlo v průběhu času uniknout prostřednictvím tohoto mechanismu, není zatím jasné.

Kosmická loď navíc zjistila, že kolektivní orientace siločar v magnetické liště vykazuje neočekávané zvraty. Počítačové simulace Yingjuan Ma (University of California, Los Angeles) mohou toto pozorované zvraty reprodukovat - ale pouze v případě, že dojde k hojným událostem magnetického opětovného spojení na straně mezi bublinovými lokalizovanými poli a solárním větrným polem.

MAVEN data (vpravo) odhalují zvrat v orientaci na linii na marťanské magnetické plachtě. Na základě počítačových modelů (vlevo, uprostřed) se argumentuje tím, že dochází k opětovnému propojení mezi slunečním větrem a lokalizovanými magnetickými poli Marsu.
Vlevo a centrum: Gina DiBraccio; vpravo: Yingjuan Ma

Mezitím toto opětovné propojení slouží k erodování schopnosti lokalizovaného remanentního magnetismu odrazit sluneční bouře a další útoky nabitých částic z vesmíru - a to není dobrá zpráva pro ty, kteří doufali, že tyto magnetizované kapsy mohou být dobrými místy k vyhledávání za důkaz minulých (nebo současných) primitivních forem života na povrchu planety.