Orbiteri promatraju solarnu superoluju na Marsu

U svibnju 2024. Zemlju je pogodila najveća solarna oluja zabilježena u više od 20 godina. Uzburkala je atmosferu našeg planeta, uzrokujući svjetlucave aurore koje su se vidjele čak na jugu, sve do Meksika.

Ova oluja pogodila je i Mars. Srećom, dva ESA-ina Mars Orbitera, Mars Express i ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), bila su na pravom mjestu u pravo vrijeme, a monitor zračenja na TGO-u zabilježio je dozu ekvivalentnu 200 'normalnih' dana u samo 64 sata .

Nova studija objavljena u časopisu Nature Communications sada detaljnije otkriva kako je ova intenzivna, olujna aktivnost utjecala na Crveni planet.

Superoluja je uzrokovala dramatičan porast broja elektrona u dva različita sloja Marsove atmosfere na visinama od oko 110 i 130 km, s porastom broja elektrona za 45%, odnosno čak 278%. To je najveći broj elektrona koji smo ikada vidjeli u ovom sloju Marsove atmosfere.

Kako bi istražili utjecaj superoluje na Mars, znanstvenici su koristili tehniku ​​koju ESA trenutno pionirski razvija, poznatu kao radio-okultacija.

Prvo je Mars Express poslao radio signal prema TGO-u upravo u trenutku kada je nestajao iznad Marsovog horizonta. Kako je TGO nestajao, radio signal se savijao ('lomio') u raznim slojevima Marsove atmosfere prije nego što ga je uhvatio orbiter, što je znanstvenicima omogućilo da saznaju više o svakom sloju. Istraživači su također koristili opažanja iz NASA-ine misije MAVEN kako bi potvrdili gustoću elektrona.

ESA rutinski koristi radio-okultaciju između orbitera na Zemlji i planira je koristiti češće u budućim planetarnim misijama.

Superoluja je doživljena vrlo različito na Zemlji i Marsu, što je naglasilo razlike između ta dva svijeta.

Na Zemlji je reakcija gornjih slojeva atmosfere bila prigušenija zahvaljujući zaštitnom učinku Zemljinog magnetskog polja. Osim što je odbijalo mnoge čestice solarne oluje od Zemlje, magnetsko polje je također skrenulo neke prema Zemljinim polovima, gdje su uzrokovale da nebo obasja aurora.

Iako njihove razlike mogu otežati izravnu usporedbu planeta, razumijevanje kako solarna aktivnost utječe na stanovnike Sunčevog sustava, drugim riječima, prognoziranje svemirskog vremena, izuzetno je važno. Na Zemlji, solarne oluje mogu biti opasne i štetne za astronaute i opremu u svemiru, a mogu poremetiti i naše satelite i sustave (energiju, radio, navigaciju) dalje na Zemlji.

Istraživači su snimili posljedice triju solarnih događaja, svi su dio iste oluje, ali različiti po onome što izbacuju u svemir i kako to čine: jedan bljesak zračenja, jedan nalet visokoenergetskih čestica i erupcija materijala poznata kao izbacivanje koronalne mase (CME) .

Zajedno, ovi događaji poslali su brzu, energičnu, magnetiziranu plazmu i rendgenske zrake prema Marsu. Kada je ovaj val materijala udario u gornju atmosferu planeta, sudario se s neutralnim atomima i oduzeo im elektrone, uzrokujući da se područje ispuni elektronima i nabijenim česticama.

Rezultati poboljšavaju naše razumijevanje Marsa otkrivajući kako solarne oluje talože energiju i čestice u Marsovu atmosferu, što je važno jer znamo da je planet izgubio i ogromne količine vode i većinu svoje atmosfere  u svemir, najvjerojatnije potaknut kontinuiranim  vjetrom čestica  koje struje sa Sunca.

„Ali postoji i druga strana: struktura i sadržaj atmosfere planeta utječu na način na koji radio signali putuju svemirom. Ako je gornja atmosfera Marsa puna elektrona, to bi moglo blokirati signale koje koristimo za istraživanje površine planeta putem radara, što bi to učinilo ključnim faktorom u planiranju naše misije – i utjecalo bi na našu sposobnost istraživanja drugih svjetova“, kaže Colin Wilson, znanstvenik projekta ESA za Mars Express i TGO, te koautor studije.