ภารกิจ MAVEN ค้นหาเบาะแสการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของดาวอังคาร

ภารกิจ MAVEN ค้นหาเบาะแสการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของดาวอังคาร

ยานโคจรรวบรวมเบาะแสว่าดวงอาทิตย์กำลังลอกชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์แดงออกไปอย่างไรลมสุริยะค่อยๆ สลายไปในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ขณะที่แสงแฟลร์ทำให้เกิดแสงออโรร่าเป็นวงกว้าง นี่เป็นเพียงสองข้อค้นพบจากMAVENภารกิจล่าสุดของ NASA สู่ดาวอังคาร ที่ปรากฏในเอกสารสี่ฉบับที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science 6 พ.ย.

ถึงตอนนี้ เป็นที่ชัดเจนว่าครั้งหนึ่งเคยมีน้ำไหลผ่านหุบเขาและแอ่งที่เต็มไปบนดาวเคราะห์แดง 

แต่ไม่ใช่อีกต่อไป ไม่ว่าน้ำจะไหลออกสู่อวกาศหรือถูกกักไว้ใต้ดิน การทำความเข้าใจว่า H 2 O เกิดอะไรขึ้นสามารถช่วยให้นักวิจัยเข้าใจสภาพอากาศบนดาวอังคารในสมัยโบราณและความเป็นอยู่อาศัยในอดีตของดาวอังคารได้ดียิ่งขึ้น หลังจากโคจรรอบดาวอังคารประมาณ 1 ปี ( SN Online: 9/22/14 ) ยานอวกาศ MAVEN ก็ให้ข้อมูลที่สำคัญบางอย่าง

Bruce Jakosky ผู้วิจัยหลักของ MAVEN นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ กล่าวว่า “การสูญเสียอวกาศเป็นกระบวนการสำคัญในการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศอย่างมีนัยสำคัญ หากไม่โดดเด่น

นักวิจัยพบว่าต้องขอบคุณกระแสอนุภาคและพลาสมาที่สม่ำเสมอจากดวงอาทิตย์ ทำให้ปัจจุบันดาวอังคารสูญเสียชั้นบรรยากาศประมาณ 100 กรัมต่อวินาที นั่นอาจฟังดูไม่มากนัก Jakosky ผู้ร่วมเขียนบทความทั้งสี่ฉบับกล่าว “แต่กว่าสองพันล้านปี มันสามารถลบปริมาณที่เทียบเท่ากับบรรยากาศ [ดาวอังคาร] ในปัจจุบันได้”

โคจรอื่นๆ เช่นMars Express ขององค์การอวกาศยุโรปได้เห็นร่องรอยของการหลบหนีของชั้นบรรยากาศ แต่ไม่ใช่ในรายละเอียดระดับนี้ Dmitri Titov นักวิทยาศาสตร์โครงการของ Mars Express และนักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์ที่ European Space Research and Technology Center ในเมือง Noordwijk ประเทศเนเธอร์แลนด์ กล่าวว่า “นี่เป็นผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมมาก” “จนถึงตอนนี้ เรามีแค่แบบจำลองและการวัดสองแบบด้วยยานอวกาศ”

แม้ว่าดวงอาทิตย์จะกัดกร่อนชั้นบรรยากาศของดาวอังคารอย่างต่อเนื่อง เปลวสุริยะก็สามารถดึงเอาชิ้นส่วนที่ค่อนข้างใหญ่ออกได้ หลังจากการลุกเป็นไฟในเดือนมีนาคม MAVEN สังเกตเห็นว่าจำนวนไอออนที่ไหลออกจากดาวเคราะห์ดวงนี้เพิ่มขึ้นประมาณ 10เท่า เปลวเพลิงดังกล่าวอาจพบได้บ่อยและรุนแรงกว่าในอดีตเมื่อดวงอาทิตย์ยังอ่อนวัยและมีอารมณ์รุนแรง Jakosky ตั้งข้อสังเกต และอาจขจัดชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่ของดาวอังคารออกไป

Janet Luhmann ผู้เขียนร่วม นักฟิสิกส์อวกาศแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ กล่าวว่า “ประวัติศาสตร์ด้านสุริยะเปรียบเสมือนช้างตัวใหญ่ในห้องนั้น “หากสิ่งนี้เกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอและรุนแรงกว่านี้มากในช่วง 1 [พันล้าน] ถึง 2 พันล้านปีแรกของประวัติศาสตร์ระบบสุริยะ … เราต้องคำนึงถึงสิ่งนั้นด้วย”

แสงบรรยากาศแสดงให้เห็นว่าครอบคลุมซีกโลกเหนือของดาวอังคารรายงานครั้งแรกในเดือนมีนาคม ( SN: 4/18/15, หน้า 15 ) 

ให้เบาะแสอีกประการหนึ่งว่าอนุภาคที่มีพลังจากดวงอาทิตย์ทิ้งพลังงานลึกลงไปในท้องฟ้าของดาวอังคาร Luhmann กล่าว เนื่องจากดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็กโลกเหมือนที่โลกมี มันจึงไม่สามารถป้องกันตัวเองจากการโจมตีของอิเล็กตรอนที่คุกคามที่จะทำลายชั้นบรรยากาศของมัน

เมื่อ MAVEN พุ่งเข้าและออกจากชั้นบรรยากาศด้านบน การสอบสวนยังบันทึกความแปรปรวนที่น่าประหลาดใจของปริมาณไอออนซึ่งให้คำใบ้ว่าชั้นบรรยากาศต่างๆ มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร และรายงานก่อนหน้านี้ว่าอนุภาคฝุ่นที่หมุนรอบโลก ( SN: 4/18/15, p. 15 ) นั้นน่าจะถูกกวาดขึ้นจากอวกาศระหว่างดาวเคราะห์และไม่ได้ลอยขึ้นจากพื้นผิวหรือโปรยลงมาจากดวงจันทร์สองดวงของดาวอังคาร

MAVEN กำลังจะเริ่มต้นภารกิจขยาย ซึ่งจะทำให้นักวิจัยเห็นว่าชั้นบรรยากาศที่รั่วไหลตอบสนองต่อฤดูกาลของดาวอังคารที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างไร โดยแต่ละครั้งจะมีความยาวประมาณหกเดือนโลก หากเงินทุนเอื้ออำนวย ยานอวกาศจะมีเชื้อเพลิงเพียงพอที่จะโคจรรอบดาวอังคารตลอดวัฏจักรสุริยะ 11 ปีทั้งหมด Jakosky กล่าว

ยูโรปาเป็นเป้าหมายต่อไปสำหรับภารกิจที่มุ่งสู่ดาวพฤหัสบดี ยานอวกาศของนาซ่ามีแผนจะเปิดตัวในช่วงต้นปี 2020 ในภารกิจที่จะบินซ้ำ ๆ โดยดาวเทียมที่หุ้มด้วยน้ำแข็ง และ Jupiter Icy Moons Explorer ของ European Space Agency หรือ JUICE มีกำหนดจะออกจากโลกในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2565 (มาถึงดาวพฤหัสบดีในปี พ.ศ. 2573) เพื่อศึกษาดาวเทียม Jovian ที่อาจอาศัยอยู่ได้และในที่สุดก็โคจรรอบแกนีมีดซึ่งเป็นดาวเทียมที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ

ถึงตอนนั้น ดาวพฤหัสบดีอยู่ในมือของจูโน “นี่เป็นโอกาสครั้งยิ่งใหญ่ในการเรียนรู้สิ่งใหม่ๆ เกี่ยวกับดาวพฤหัสบดีซึ่งเป็นรากฐานที่สำคัญของเรา” เฟลทเชอร์กล่าว

และมรดกของภารกิจสามารถขยายออกไปได้ไกลกว่าดาวเคราะห์ยักษ์เพื่อรวมเอาแง่มุมต่าง ๆ ของต้นกำเนิดของชีวิตบนโลก เมื่อยานสำรวจของกาลิเลโอดำดิ่งสู่ดาวพฤหัสบดี พบว่ามีธาตุหนัก เช่น คาร์บอนและไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศมากกว่าที่พบในดวงอาทิตย์ องค์ประกอบเหล่านั้นยังเป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับชีวิตอีกด้วย