بررسی نواحی شوک متحرک در مریخ

بیگ بنگ: هر سیاره موجود در منظومه شمسی ما با توده ای از ذرات پرانرژی ِ نشات گرفته از خورشید برهم کنش می کند. این ذرات که اغلب «بادهای خورشیدی» نامیده می شوند، عمدتا از الکترون ها، پروتون ها و ذرات آلفایی تشکیل شده اند که بطور پیوسته به سمت فضای میان ستاره ای راه پیدا می کنند. در جایی که این توده ذرات با اتمسفر یا مگنتوسفر سیاره تماس پیدا می کند، ناحیه ای در اطراف آنها تحت عنوان «شوک» ایجاد می شود.

به گزارش بیگ بنگ، این نواحی که در مقابل سیاره ایجاد می شوند، باعث کاهش سرعت و انحراف بادهای خورشیدی می شوند؛ این روند شباهت بسیار زیادی به نحوه انحراف آب پیرامون قایق دارد. در مورد مریخ، این یونوسفر سیاره است که محیط رساناگر لازم را برای ایجاد ناحیه شوک فراهم می آورد. بر اساس یکی از مطالعات جدید توسط تیمی از دانشمندان اروپایی، این شوک های مریخ در نتیجه تغییرات موجود در اتمسفر سیاره جابجا می شوند.

این مطالعه که عنوان «تغییرات سالانه محل ناحیه های شوک مریخ، مشاهده شده با عملیات اکسپرس مریخ» را بر آن گذاشته اند، در مجله «مقالات ژئوفیزیک: فیزیک فضا» منتشر شده است. تیم تحقیقاتی با استفاده از مدارگرد «شناسایی مریخ» سعی در بررسی چگونگی و چرایی تغییر محل ناحیه های شوک در دوره چند ساله مریخی داشته و عوامل موثر را نیز مطالعه می کند.

نمودار مدار مریخ و تغییر ناحیه شوک آن بین حضیض خورشید (نقطه الراس) و دورترین نقطه از خورشید.

اخترشناسان برای چندین دهه نسبت به این مسئله آگاه بودند که این شوک ها در بالای سیاره ها ایجاد می شوند؛ یعنی جایی که برهم کنش میان باد خورشیدی و سیاره باعث می شود تا ذرات پرانرژی با کاهش سرعت مواجه شده و تدریجا انحراف یابند. در قسمتی که باد خورشیدی در تماس با مگنتوسفر یا اتمسفر قرار می گیرد، یک خط مرزی شکل می گیرد. پس عبارت «ناحیه شوک» به دلیل شکل متمایزش از اینجا نشات می گیرد. در مورد سیاره مریخ که فاقد یک میدان مغناطیسی کلی می باشد، این ناحیه اتمسفر فوقانی با بارهای الکتریکی است که در ایجاد ناحیه های شوک پیرامون سیاره نقش دارد.

در ضمن، گرانش، جرم و اندازه نسبتا کوچک مریخ زمینه را برای ایجاد یک اتمسفر بسط یافته فراهم می کند. در این قسمت از اتمسفر مریخ (اگزوسفر)، مولکول ها و اتم های گازی به سمت فضا گریخته و مستقیما به برهم کنش با بادهای خورشیدی می پردازند. در طی سالیان، این اتمسفر بسط یافته و ناحیه های شوک مریخ در عملیات های مدارگرد مختلفی مورد بازبینی و مشاهده قرار گرفته اند.

تحقیقات حکایت از آن دارد که عوامل مختلفی در ایجاد این گونه شوک ها نقش دارند که یکی از آنها میتواند فاصله باشد. مریخ یک مدار نسبتا گریز از مرکزی دارد، فاصله آن از خورشید قدری متغیر است؛ از ۲۰۶٫۷ میلیون کیلومتر در حضیض خورشید تا ۲۴۹٫۲ میلیون کیلومتر در دورترین نقطه از خورشید.

نحوه برهمکنش مریخ و زمین با باد خورشیدی.

وقتی سیاره نزدیک تر است، فشار دینامیک باد خورشیدی در مقابل اتمسفر آن افزایش می یابد. با این حال، این تغییر در فاصله با افزایش مقدار تابش های خورشیدی فرابنفش شدید ورودی مصادف می شود. در نتیجه، سرعتی که در آن یون ها و الکترون ها در اتمسفر فوقانی تولید می شوند افزایش می یابد و نوعی فشار گرمایی به وجود می آید که با بادهای خورشیدی ورودی مقابله می کند.

یون های تازه تولید شده در اتمسفر بسط یافته توسط میدان های الکترومغناطیسی جذب شده و شتابدار می شوند؛ یون هایی که در اثر بادهای خورشیدی حمل می شوند. لذا سرعت ِ آن با کاهش روبرو شده و ناحیه شوک مریخ موقعیت خود را تغییر می دهد. تمامی این رویدادها در طول یک سال مریخی به وقوع می پیوندند که برابر با ۶۸۶٫۹۷۱ روز زمین است. اما اینکه ناحیه شوک در بازه های زمانی طولانی چگونه رفتار می کند، سوالی است که قبلا بی پاسخ مانده بود. تیم دانشمندان اروپایی داده های جمع آوری شده با ماموریت «شناسایی مریخ» در طول پنج سال را مورد بحث و بررسی قرار دادند. این داده ها در اختیار طیف سنج الکترونی «تحلیل گر اتم های پرانرژی و پلاسمای فضا» قرار داده شد. تیم تحقیق از این داده ها برای آزمایش ۱۱۸۶۱ مورد گذر ناحیه شوک استفاده کرد.

آنچه محققان دریافتند این بود که بطور میانگین ناحیه شوک زمانی به مریخ نزدیک بود که در نزدیکی منتهای اوج (دورترین فاصله از خورشید) واقع شده باشد. تیم درصدد پی بردن به این مسئله بود که کدام یک از ساز و کارهای مطالعه شده نقش عمده را در این تغییر داشته اند. به همین منظور، تیم تحقیق تغییرات موجود در چگالی بادهای خورشیدی، قدرت میدان مغناطیسی میان سیاره ای و پرتو افکنی خورشیدی را از دلایل اصلی برشمردند. بر اساس یافته های دانشمندان، محل ناحیه شوک حساسیت بالایی به تغییرات موجود در خروجی خورشید تابش شدید فرابنفش دارد.

تغییرات فاصله ناحیه شوک نیز با مقدار گرد و غبار در اتمسفر مریخ ارتباط دارد. با نزدیک شدن مریخ به دورترین فاصله از خورشید بر شدت این تغییرات افزوده می شود. پس اتمسفر تابش های خورشیدی بیشتری را جذب کرده و بر گرمای آن اضافه می شود. درست به همان شیوه ای که میزان بالای پرتوهای فرابنفش باعث افزایش مقدار پلاسما در یونوسفر و اگزوسفر می شود، مقدار بالای گرد و غبار هم بعنوان ضربه گیری در مقابل بادهای خورشیدی عمل می کند.

ناحیه شوک در حال حرکت.

«بنجامین هال» محقق در دانشگاه لنکستر انگلیس و نویسنده ارشد مقاله در یک مصاحبه خبری بیان کرد: «اخیرا یافته های ما نشان داده که طوفان های گرد و غبار با اتمسفر فوقانی و یونوسفر مریخ وارد تعامل می شوند؛ پس احتمال دارد جفت شدگی (کوپلینگ) غیر مستقیمی میان طوفان های خورشیدی و محل ناحیه شوک وجود داشته باشد. اما ما در خصوص چگونگی تاثیر مستقیم طوفان های گرد و غبار بر محل ناحیه شوک، بیش از این نتیجه گیری نمی کنیم و بررسی آن را به مطالعات آتی موکول می کنیم.»

در پایان، هال و همکارانش در بررسی دلیل جابجایی ناحیه شوک مریخ در بازه های زمانی طولانی به هیچ عاملی اشاره نکردند. هال گفت: «احتمالا به نظر می رسد که هیچ ساز و کاری نتواند مشاهدات ما را توجیه کند. به باور ما چندین ساز و کار دست به دست هم داده اند تا این اتفاق روی بدهد.» هال و همکارانش امیدوارند عملیات آینده بتواند به دلایل محکمی در خصوص جابجایی ناحیه شوک مریخ دست پیدا کند. عملیات مشترک آژانس فضایی اروپا و ناسا می تواند به دستاوردهای بزرگی منجر گردد. داده های حاصل از MAVEN همان روندهایی را تایید می کند که ما کشف کردیم.

اگرچه این اولین تحلیلی نیست که درصدد درک نحوه برهم کنش اتمسفر مریخ با بادهای خورشیدی برآمده است، اما این تحلیل ویژه بر پایه داده های جمع آوری شده در بازه زمانی بسیار طولانی قرار داشته است. در حال حاضر، عملیات متعددی که به بررسی مریخ می پردازند، داده های زیادی را درباره دینامیک اتمسفری سیاره سرخ بدست آورده اند. بر خلاف زمین، این سیاره از میدان مغناطیسی بسیار ضعیفی بهره می برد. شاید مطالعات آتی به ما کمک کنند تا روزی پایگاه های دائمی در این قبیل از سیاره ها ایجاد کنیم.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: universetoday.com

image_pdfimage_print
(5 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=69478
منصور نقی لو

منصور نقی لو

کارشناسی مترجمی زبان انگلیسی. علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فرگشت، اکتساب زبان اول، یادگیری زبان دوم و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *