spacescience
12th May 2012, 09:18 PM
حمله بادهاي خورشيدي به جو مريخ
http://www.njavan.com/forum/NASA%20-%20Solar%20Wind%20Rips%20Up%20Martian%20Atmosphere _files/redandblue_med2.jpg (http://science.nasa.gov/headlines/y2008/images/plasmoids/redandblue.jpg) ميليون ها سال پيش خيلي بيشتر از امروز در مريخ هواي بسيار زيادي وجود داشت. توجه داشته باشيد كه هواي مريخ عمدتا از CO2 بوده ، نه مانند سياره زمين كه جو آن از تركيب نيتروژن و اكسي‍ژن مي باشد و باعث تنفس ما مي شود. اثز درياچه ها و رود خانه ها ي قديمي بر روي سطح مريخ به ما نشان مي دهد كه اين سياره آب فراوان و جوي بسيار غليظ داشته كه مانع بخار آب به فضا و انجماد بيش از اندازه مي شده است. بعضي از محققان بر اين باورند كه جو مريخ به ضخامت جو زمين بوده است با اين حال امروز ، همه درياچه ها و رودخانه ها خشك هستند و فشاري جوي سطح مريخ تنها 1 در صد فشار جوي زمين (فشار هوا در سطح دريا معدل 1 اتمسفر) مي باشد.
براي مثال اگر يك فنجان آب را در هر جايي از مريخ قرار دهيد آب بسرعت بجوش مي آيد و از اين كار نتيجه مي گيريم كه فشار هوا در مريخ بسيار ناچيز است. اما اين سوال مطرح است كه جو مريخ كجا رفته است؟ در آن زمان كه محققان براي پاسخ به اين سوال تئوري هاي مختلفي ارائه مي دادند: ممكن است سياركي به مريخ برخورد نموده و بخشي از جو اين سياره رااز بين برده باشد و يا ممكن است بصورت تدريجي طي ميايارد ها سال با برخورد ذرات بادهاي خورشيدي اين سياره جو خود را از دست داده باشد و يا شايد هر دو مكانيزم با هم رخ داده است . در اين ميان دانشمندي به نام ديويد برين تئوري جديدي را خلق مي كند. اين تئوري درباره تكه تكه شدن جو است كه بين تئوري تحولات ناگهاني بزرگ و مدل فرسايش تدريجي مي باشد ( دو تئوري ذكر شده در بالا ).اين تئوري از روي شواهد و مداركي است كه فضاپيماي بازنشسته MGS بدست آمده است. اين فضاپيما در سال 1998 ميدان مغناطيسي عجيب مريخ را كشف مي كند. به جاي يك حباب محافظتي كه كامل آنرا پوشانده باشد (مانند جو سياره زمين ) ميدان مغناطيسي مريخ به فرم چتر مي باشد كه از سطح آن تا بلاي جو مريخقرار مي گيرد انتشار مي يابد. اين ميدان مغناطيسي فقط 40 درصد سطح سياره در نيمكره جنوبي را پوشانده است. چندين سال بود كه محققان فكر مي كردند كه اين چتر از جو مريخ و هواي موجود در اين سياره در برابر تشعشات و ذرات بادهاي خورشيدي محافظت مي كند. اما بعد متوجه شدند كه نه تنها اين ميدان مغناطيسي يا چتر مغناطيسي از اين سياره محافظت نمي كند بلكه باعث از بين رفتن جو و هواي مريخ مي شود.
(http://science.nasa.gov/headlines/y2008/images/plasmoids/diag1.jpg)http://www.njavan.com/forum/NASA%20-%20Solar%20Wind%20Rips%20Up%20Martian%20Atmosphere _files/diag1_strip.gif (http://science.nasa.gov/headlines/y2008/images/plasmoids/diag1.jpg)
بالا: اين عكس نشان مي دهد كه بادهاي خورشيدي بسمت سياره مريخ در حال دميدن است و چگونه جو انرا تكه تكه مي نمايد.
اين دانشمند اطلاعات بدست آمده از جو مريخ توسط فضاپيماي MGS را دوباره بررسي و بازبيني مي كند. اين مدار گرد در مدار به فاطه 2500 قرار داشته و آن منطقه را مورد بررسي قرار داده است. اين مدارگرد به گونه اي در مدار قرار گرفته بود كه درست از بالاي ميدان مغناطيسي چتري شكل اين سياره عبور مي كرد. برين متوجه ان شده بود كه ميدان مغناطيسي مريخ با ذرات بادهاي خورشيدي در آميخته شده اند كه فيزيكدانان به اين فرايند « Magnetic reconnection » مي گويند. اما چرا جو مريخ بطور كامل و 100 در صد از بين نرفته است؟ اين فضاپيما اين سناريو را تكميل مي كند.اين ميدان هاي مغناطيسي كه بر اثر برخود با باد هاي خورشيدي بدور خود پيچانده شده اند با گازهايي كه بالي جو مريخ قرار گرفته اند در هم تنيده شده و اين عمل باعث پوشينه اي از يك ميدان مغناطيسي هزار كيلومتري گسترده اي با هوا يونيزه شده كه بدام هم افتادند. فشار بادهاي خورشيدي باعث مي شود تا اين پوشش مغناطيسي را منحرف و له و لورده نموده و قسمتي از هواي مريخ را با خود مي برد. برين در حال پيدا كردن مثال هاي بيشتري براي اين اتفاق مي باشد.پوشش هاي مغناطيسي يا Plasmoids تمايل دارند كه به سمت قطب جنوب فروكش كنند زيرا بيشتر ميدان مغناطيسي در نيمكره جنوبي قرار دارد.
(http://science.nasa.gov/headlines/y2008/images/plasmoids/plasmoidslide.jpg)http://www.njavan.com/forum/NASA%20-%20Solar%20Wind%20Rips%20Up%20Martian%20Atmosphere _files/plasmoidslide_strip.jpg (http://science.nasa.gov/headlines/y2008/images/plasmoids/plasmoidslide.jpg)
بالا: ديود برين از دانشگاه بركلي ، كاليفرنيا-اين اسلايد را در سال 2008 در كارگاه آموزشي هانتسول پلاسما بصورت كاريكاتور ارائه شده است توضيح آن است كه چگونه plasmoids از مريخ توسط هوا حمل مي شود؟ اما اين دانشمند هنوز آماده نيست كه راز حل شده مريخ را توضيح دهد.و معتفد است كه ما هنوز مطمئن نيستيم كه هر چند وقت يك بار اين plasmoids شكل مي گيرد و يا شامل چه گازها و با چه مقدار گاز تركيب مي شوند؟ مشكل اين است كه اين فضاپيما براي حل چنين مسائلي طراحي نشده بود.اين فضا پيما فقط قادر به حس الكترون ها مي باشد نه عناصر سنگين يونيزه شده كه مي تواند از هرگونه گاز بدام افتاده تشكيل شده باشد. يون ها و الكترون ها يكسان رفتار نمي كنند و همچنين MGS از چتر مغناطيسي هر روز در ارتفاع و ساعت مشخص و ثابتي نمونه گيري نموده است.اما ما به نمونه گيري در ارتفاعات و ساعات مختلف نياز داريم كه اين واقعه را بدرستي درك كنيم و بدرستي بفهميم در جو و ميدان مغناطيسي چه اتفاقي افتاده است؟ برين بي صبرانه منتظر ماموريت جديد ناسا به نام MAVEN است. ( Mars Atmosphere and Voletile Evolution ) اين مدارگرد قرار است بالاي جو مريخ در سال 2013 قرار بگيرد. اين كاوشگر به گونه اي طراحي شده تا اطلاعاتش را درباره فرسايش جوي مريخ بدست آورد. MAVEN توانايي آشكار نمودن الكترون ها ، يون ها و اتم هاي طبيعي را دارد آن قادر است تا ميدان مغناطيسي و الكتريكي آن را اندازه گيري نمايد مدار MAVEN بصرت بيضوي شكل است و مي تواند ميدان مغناطيسي را در در ارتفاعات و ساعات و زواياي مختلفي شكفته و به آن نفوذ نمودهو نمونه گيري نمايد و آن از نواحي و منطق نزديك و دور از جو به آزمايشات مختلف بپردازد و براي كامل نمودن تحقيقات عكس هايي را تهيه نمايد. اگر تكه هاي مغناطيسي از هوا بصورت آزاد در حال جدا شدن باشد اين مدار گرد انرا مشاهده خواهد نمود و مقدار جو از دست داده را محاسبه مي كند. شخصا من فكر مي كنم كه اين مكانيسم بسيار مهم است.
گردآوري:پژوهشگر علوم فضايي عليرضا صفدري
http://www.njavan.com/forum/NASA%20-%20Solar%20Wind%20Rips%20Up%20Martian%20Atmosphere _files/redandblue_med2.jpg (http://science.nasa.gov/headlines/y2008/images/plasmoids/redandblue.jpg) ميليون ها سال پيش خيلي بيشتر از امروز در مريخ هواي بسيار زيادي وجود داشت. توجه داشته باشيد كه هواي مريخ عمدتا از CO2 بوده ، نه مانند سياره زمين كه جو آن از تركيب نيتروژن و اكسي‍ژن مي باشد و باعث تنفس ما مي شود. اثز درياچه ها و رود خانه ها ي قديمي بر روي سطح مريخ به ما نشان مي دهد كه اين سياره آب فراوان و جوي بسيار غليظ داشته كه مانع بخار آب به فضا و انجماد بيش از اندازه مي شده است. بعضي از محققان بر اين باورند كه جو مريخ به ضخامت جو زمين بوده است با اين حال امروز ، همه درياچه ها و رودخانه ها خشك هستند و فشاري جوي سطح مريخ تنها 1 در صد فشار جوي زمين (فشار هوا در سطح دريا معدل 1 اتمسفر) مي باشد.
براي مثال اگر يك فنجان آب را در هر جايي از مريخ قرار دهيد آب بسرعت بجوش مي آيد و از اين كار نتيجه مي گيريم كه فشار هوا در مريخ بسيار ناچيز است. اما اين سوال مطرح است كه جو مريخ كجا رفته است؟ در آن زمان كه محققان براي پاسخ به اين سوال تئوري هاي مختلفي ارائه مي دادند: ممكن است سياركي به مريخ برخورد نموده و بخشي از جو اين سياره رااز بين برده باشد و يا ممكن است بصورت تدريجي طي ميايارد ها سال با برخورد ذرات بادهاي خورشيدي اين سياره جو خود را از دست داده باشد و يا شايد هر دو مكانيزم با هم رخ داده است . در اين ميان دانشمندي به نام ديويد برين تئوري جديدي را خلق مي كند. اين تئوري درباره تكه تكه شدن جو است كه بين تئوري تحولات ناگهاني بزرگ و مدل فرسايش تدريجي مي باشد ( دو تئوري ذكر شده در بالا ).اين تئوري از روي شواهد و مداركي است كه فضاپيماي بازنشسته MGS بدست آمده است. اين فضاپيما در سال 1998 ميدان مغناطيسي عجيب مريخ را كشف مي كند. به جاي يك حباب محافظتي كه كامل آنرا پوشانده باشد (مانند جو سياره زمين ) ميدان مغناطيسي مريخ به فرم چتر مي باشد كه از سطح آن تا بلاي جو مريخقرار مي گيرد انتشار مي يابد. اين ميدان مغناطيسي فقط 40 درصد سطح سياره در نيمكره جنوبي را پوشانده است. چندين سال بود كه محققان فكر مي كردند كه اين چتر از جو مريخ و هواي موجود در اين سياره در برابر تشعشات و ذرات بادهاي خورشيدي محافظت مي كند. اما بعد متوجه شدند كه نه تنها اين ميدان مغناطيسي يا چتر مغناطيسي از اين سياره محافظت نمي كند بلكه باعث از بين رفتن جو و هواي مريخ مي شود.
(http://science.nasa.gov/headlines/y2008/images/plasmoids/diag1.jpg)http://www.njavan.com/forum/NASA%20-%20Solar%20Wind%20Rips%20Up%20Martian%20Atmosphere _files/diag1_strip.gif (http://science.nasa.gov/headlines/y2008/images/plasmoids/diag1.jpg)
بالا: اين عكس نشان مي دهد كه بادهاي خورشيدي بسمت سياره مريخ در حال دميدن است و چگونه جو انرا تكه تكه مي نمايد.
اين دانشمند اطلاعات بدست آمده از جو مريخ توسط فضاپيماي MGS را دوباره بررسي و بازبيني مي كند. اين مدار گرد در مدار به فاطه 2500 قرار داشته و آن منطقه را مورد بررسي قرار داده است. اين مدارگرد به گونه اي در مدار قرار گرفته بود كه درست از بالاي ميدان مغناطيسي چتري شكل اين سياره عبور مي كرد. برين متوجه ان شده بود كه ميدان مغناطيسي مريخ با ذرات بادهاي خورشيدي در آميخته شده اند كه فيزيكدانان به اين فرايند « Magnetic reconnection » مي گويند. اما چرا جو مريخ بطور كامل و 100 در صد از بين نرفته است؟ اين فضاپيما اين سناريو را تكميل مي كند.اين ميدان هاي مغناطيسي كه بر اثر برخود با باد هاي خورشيدي بدور خود پيچانده شده اند با گازهايي كه بالي جو مريخ قرار گرفته اند در هم تنيده شده و اين عمل باعث پوشينه اي از يك ميدان مغناطيسي هزار كيلومتري گسترده اي با هوا يونيزه شده كه بدام هم افتادند. فشار بادهاي خورشيدي باعث مي شود تا اين پوشش مغناطيسي را منحرف و له و لورده نموده و قسمتي از هواي مريخ را با خود مي برد. برين در حال پيدا كردن مثال هاي بيشتري براي اين اتفاق مي باشد.پوشش هاي مغناطيسي يا Plasmoids تمايل دارند كه به سمت قطب جنوب فروكش كنند زيرا بيشتر ميدان مغناطيسي در نيمكره جنوبي قرار دارد.
(http://science.nasa.gov/headlines/y2008/images/plasmoids/plasmoidslide.jpg)http://www.njavan.com/forum/NASA%20-%20Solar%20Wind%20Rips%20Up%20Martian%20Atmosphere _files/plasmoidslide_strip.jpg (http://science.nasa.gov/headlines/y2008/images/plasmoids/plasmoidslide.jpg)
بالا: ديود برين از دانشگاه بركلي ، كاليفرنيا-اين اسلايد را در سال 2008 در كارگاه آموزشي هانتسول پلاسما بصورت كاريكاتور ارائه شده است توضيح آن است كه چگونه plasmoids از مريخ توسط هوا حمل مي شود؟ اما اين دانشمند هنوز آماده نيست كه راز حل شده مريخ را توضيح دهد.و معتفد است كه ما هنوز مطمئن نيستيم كه هر چند وقت يك بار اين plasmoids شكل مي گيرد و يا شامل چه گازها و با چه مقدار گاز تركيب مي شوند؟ مشكل اين است كه اين فضاپيما براي حل چنين مسائلي طراحي نشده بود.اين فضا پيما فقط قادر به حس الكترون ها مي باشد نه عناصر سنگين يونيزه شده كه مي تواند از هرگونه گاز بدام افتاده تشكيل شده باشد. يون ها و الكترون ها يكسان رفتار نمي كنند و همچنين MGS از چتر مغناطيسي هر روز در ارتفاع و ساعت مشخص و ثابتي نمونه گيري نموده است.اما ما به نمونه گيري در ارتفاعات و ساعات مختلف نياز داريم كه اين واقعه را بدرستي درك كنيم و بدرستي بفهميم در جو و ميدان مغناطيسي چه اتفاقي افتاده است؟ برين بي صبرانه منتظر ماموريت جديد ناسا به نام MAVEN است. ( Mars Atmosphere and Voletile Evolution ) اين مدارگرد قرار است بالاي جو مريخ در سال 2013 قرار بگيرد. اين كاوشگر به گونه اي طراحي شده تا اطلاعاتش را درباره فرسايش جوي مريخ بدست آورد. MAVEN توانايي آشكار نمودن الكترون ها ، يون ها و اتم هاي طبيعي را دارد آن قادر است تا ميدان مغناطيسي و الكتريكي آن را اندازه گيري نمايد مدار MAVEN بصرت بيضوي شكل است و مي تواند ميدان مغناطيسي را در در ارتفاعات و ساعات و زواياي مختلفي شكفته و به آن نفوذ نمودهو نمونه گيري نمايد و آن از نواحي و منطق نزديك و دور از جو به آزمايشات مختلف بپردازد و براي كامل نمودن تحقيقات عكس هايي را تهيه نمايد. اگر تكه هاي مغناطيسي از هوا بصورت آزاد در حال جدا شدن باشد اين مدار گرد انرا مشاهده خواهد نمود و مقدار جو از دست داده را محاسبه مي كند. شخصا من فكر مي كنم كه اين مكانيسم بسيار مهم است.
گردآوري:پژوهشگر علوم فضايي عليرضا صفدري