Πώς ο Ήλιος έκλεψε το νερό και τον αέρα του Άρη. NASA Mission Provides Its First Look at Martian Upper Atmosphere

Σύννεφα ατομικού άνθρακα, οξυγόνου και υδρογόνου χάνονται από την ατμόσφαιρα του Άρη. Three views of an escaping atmosphere, obtained by MAVEN’s Imaging Ultraviolet Spectrograph. By observing all of the products of water and carbon dioxide breakdown, MAVEN's remote sensing team can characterize the processes that drive atmospheric loss on Mars. Image Credit: University of Colorado/NASA

Οι πρώτες εικόνες που μεταδίδει η αποστολή Maven της NASA, ένας δορυφόρος που τέθηκε σε τροχιά γύρω από τον Άρη τον περασμένο μήνα, προσφέρουν νέα στοιχεία για την απώλεια της ατμόσφαιρας και του νερού από τον έρημο σήμερα πλανήτη.

Το σκάφος κατέγραψε σύννεφα ατόμων υδρογόνου, άνθρακα και οξυγόνου τα οποία δραπετεύουν από την ατμόσφαιρα του Άρη και χάνονται στο διάστημα -μια διαδικασία που συνεχίζεται εδώ και τρία δισεκατομμύρια χρόνια και άφησε τον πλανήτη παγωμένο και στεγνό.

Προηγούμενες αποστολές της NASA έχουν δείξει με σχετική βεβαιότητα ότι ο Άρης ήταν κάποτε θερμός, διέθετε πυκνή ατμόσφαιρα και καλυπτόταν από λίμνες και θάλασσες που θα μπορούσαν να φιλοξενούν ζωή.

Artist’s rendition of the MAVEN spacecraft in orbit around Mars, with all of the booms deployed and instruments turned on.  For scale, the spacecraft is 37 feet in length from tip to tip of the solar panels and extensions. Credit: University of Colorado/NASA

Οι πρώτες εικόνες που μεταδίδει η αποστολή Maven της NASA, ένας δορυφόρος που τέθηκε σε τροχιά γύρω από τον Άρη τον περασμένο μήνα, προσφέρουν νέα στοιχεία για την απώλεια της ατμόσφαιρας και του νερού από τον έρημο σήμερα πλανήτη.

Η Γη διατήρησε το νερό και την πυκνή ατμόσφαιρά της κυρίως χάρη στο μαγνητικό πεδίο της, το οποίο εκτρέπει τα επικίνδυνα φορτισμένα σωματίδια που εκπέμπει διαρκώς ο Ήλιος. Το πεδίο πηγάζει από την κίνηση του λιωμένου σιδήρου από το οποίο αποτελείται ο εσώτερος πυρήνας του πλανήτη και ουσιαστικά λειτουργεί σαν γιγάντιο δυναμό.

Το μυστήριο και η αποστολή

Coronagraph image taken by STEREO spacecraft with is currently situated on the far side of the Sun. From this this view angle the CME is heading to the right towards Mars. Credit: NASA STEREO Mission

Άγνωστο πώς, ο Άρης έχασε το μαγνητικό πεδίο που πιθανότατα διέθετε στα αρχικά στάδια της ζωής του. Και αυτό άφησε την ατμόσφαιρα του πλανήτη ευάλωτο στην επίδραση του Ήλιου. Οι πρώτες εικόνες του Maven δείχνουν ότι το φαινόμενο συνεχίζεται μέχρι και σήμερα, με τον Ήλιο να κλέβει ακόμα υλικό από την αραιή ατμόσφαιρα του Άρη, η οποία είναι σήμερα 100 φορές πιο αραιή από της Γης.

Τα σωματίδια που εκπέμπει ο Ήλιος, γνωστά ως ηλιακός άνεμος, συγκρούονται την ατμόσφαιρα και την συμπαρασύρουν στο Διάστημα. Αυτό είναι μια συνεχής διαδικασία, η οποία όμως εντείνεται δραματικά όταν ο Ήλιος ξεσπά σε εκρήξεις, γνωστές ως ηλιακές εκλάμψεις και εκτινάξεις στεμματικού υλικού.

The Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS) instrument obtained these false-color images eight hours after the successful completion of Mars orbit insertion. The image shows the planet from an altitude of 36,500 km in three ultraviolet wavelength bands. Blue shows the ultraviolet light from the sun scattered from atomic hydrogen gas in an extended cloud that goes to thousands of kilometers above the planet's surface. Green shows a different wavelength of ultraviolet light that is primarily sunlight reflected off of atomic oxygen, showing the smaller oxygen cloud. Red shows ultraviolet sunlight reflected from the planet's surface; the bright spot in the lower right is light reflected either from polar ice or clouds.

Το Maven πρόλαβε να δει το σύννεφο σωματιδίων από μια εκτίναξη στεμματικού υλικού να φτάνει στον Άρη στις 29 Σεπτεμβρίου. Δεν μπόρεσε όμως να παρατηρήσει την αντίδραση της ατμόσφαιρας, καθώς δεν είχαν ενεργοποιηθεί ακόμα όλα τα όργανά του. Το σκάφος κατάφερε ωστόσο να απεικονίσει σύννεφα ατομικού υδρογόνου, οξυγόνου και άνθρακα που χάνονται από την ατμόσφαιρα στο Διάστημα.

Υδρογόνο

Atomic hydrogen scattering ultraviolet sunlight in the upper atmosphere of Mars, imaged by MAVEN’s Imaging Ultraviolet Spectrograph. Hydrogen is produced by the breakdown of water, which was once abundant on Mars' surface. Hydrogen is light and weakly bound by gravity, so it extends far from the planet (indicated with a red circle) and can readily escape. Credit: University of Colorado; NASA

Το σύννεφο υδρογόνου είναι μακράν το μεγαλύτερο, αφού εκτείνεται στο Διάστημα σε απόσταση δεκαπλάσια από την ακτίνα του Άρη. Τα άτομα υδρογόνου, οξυγόνου και άνθρακα προέρχονται από τη διάσπαση μορίων νερού και διοξειδίου του άνθρακα λόγω της επίδρασης της ηλιακής ακτινοβολίας και του ηλιακού ανέμου στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας.

This video shows the evolution of the Sept. 26, 2014, coronal mass ejection shock front as it propagates toward Mars as generated by the WSA-Cone-ENLIL model simulations performed at the NASA Community Coordinated Modeling Center. The color map represents the density of the solar wind plasma in the inner heliosphere from near the sun out to twice the distance of Earth's orbit. Credit: NASA's Goddard Space Flight Center

Τα σύννεφα καταγράφηκαν με το Φασματόμετρο Υπεριώδους Απεικόνισης, ένα όργανο που καταγράφει το ηλιακό φως που ανακλάται από τα αδέσποτα άτομα. Οι εικόνες λήφθηκαν όταν το Maven κινούνταν σε μεγάλη απόσταση από τον Άρη, συμπληρώνοντας μια ελλειπτική τροχιά κάθε 35 ώρες.

Έκτοτε το σκάφος έχει πλησιάσει τον πλανήτη και ολοκληρώνει μια περιφορά κάθε 4,6 ώρες. Από αυτή την απόσταση θα μπορέσει να μελετήσει καλύτερα την απόδραση πτητικών ουσιών από την ατμόσφαιρα, δεν θα μπορεί όμως να δει πόσο βαθιά στο Διάστημα εκτείνονται τα σύννεφα.

Τις επόμενες εβδομάδες οι υπεύθυνοι της αποστολής στο Εργαστήριο Αεριώθησης (JPL) και το Κέντρο Διαστημικής Πτήσης «Γκόνταρντ» της NASΑ θα ενεργοποιήσουν και τα υπόλοιπα όργανα του Maven, το οποίο έτσι θα είναι έτοιμο να αρχίσει την κύρια φάση της αποστολής του.

Μέχρι τότε, όμως, o δορυφόρος θα παραμείνει απασχολημένος. Εντός της εβδομάδας θα στρέψει τα μάτια του στον κομήτη Siding Spring, ο οποίος θα περάσει «ξυστά» από τον Άρη στις 19 Οκτωβρίου.