Свака планета у нашем Сунчевом систему у интеракцији је са током енергетских честица које долазе са нашег Сунца. Често их називају „соларним ветром“, ове честице се састоје углавном од електрона, протона и алфа честица које непрестано напредују према међузвездном простору. Тамо где овај ток дође у контакт са магнетосфером или атмосфером планете, он ствара подручје око њих познато као „прамчани шок“.
Ови региони се формирају испред планете, успоравајући и преусмеравајући соларни ветар док се креће поред - слично као што је вода преусмерена око чамца. У случају Марса, ионосфера планете је та која пружа проводно окружење неопходно за формирање прамчаног удара. Према новој студији тима европских научника, Марсов шок се помера као последица промене у атмосфери планете.
Студија под називом „Годишње варијације на месту удара Марсовског лука као што их је посматрала експресна мисија Марс“ појавила се у Часопис за геофизичка писма: Свемирска физика. Коришћење података из Марс Екпресс научни тим је покушао да истражи како и зашто локација шока прамца варира током неколико марсовских година и који су фактори углавном одговорни.
Много деценија астрономи су свесни да се прамчани удари стварају узводно од планете, где интеракција између сунчевог ветра и планете узрокује успоравање енергетских честица и постепено преусмеравање. Тамо где се соларни ветар сусреће са магнетосфером или атмосфером планете, формирана је оштра гранична линија, која се протеже око планете у ширем луку.
Отуда потиче израз прамчани шок, због свог карактеристичног облика. У случају Марса, који нема глобално магнетно поље и прилично танку атмосферу за покретање (мање од 1% Земљиног атмосферског притиска на нивоу мора), то је електрично наелектрисано подручје горње атмосфере (ионосфера) која је одговорна за стварање прамаца луком око планете.
У исто време, Марс релативно мале величине, масе и гравитације омогућава формирање продужене атмосфере (тј. Егзосфере). У овом делу Марсове атмосфере гасовити атоми и молекули бјеже у свемир и директно комуницирају са сунчевим вјетром. Током година, ову продужену атмосферу и Марсов прамчани шок приметили су вишеструке мисије у орбити, које су откриле варијације на граници последњег.
Вјерује се да је то узроковано више фактора, од којих није најмања удаљеност. Будући да Марс има релативно ексцентричну орбиту (0,0934 у поређењу са Земљином 0,0167), његова удаљеност од Сунца прилично варира - креће се од 206,7 милиона км (128,437 милиона миља; 1,3814 АУ) у перихелију до 249,2 милиона км (154,8457 милиона миља; 1,6666 АУ) у афелији.
Када се планета ближи, динамички притисак соларног ветра на њену атмосферу расте. Међутим, ова промена удаљености такође се подудара са повећањем количине долазећег екстремног ултраљубичастог (ЕУВ) сунчевог зрачења. Као резултат, брзина којом се у горњој атмосфери стварају иони и електрони (ака. Плазма) повећава се, узрокујући повећан термички притисак који сузбија долазни соларни ветар.
Новостворени јони у продуженој атмосфери су такође покупљени и убрзани електромагнетним пољима која носи соларни ветар. То има за последицу да га успори и да Марсова кукица помера свој положај. Све се то знало догодити током једне марсовске године - што је еквивалентно 686.971 земаљском дану или 668.5991 марсовских дана (солс).
Међутим, како се понаша током дужег временског периода питање је на које претходно није одговорено. Као такав, тим европских научника консултовао је податке добијене од стране Марс Екпресс мисије током пет година. Ове податке узео је анализатор свемирске плазме и електронских спектрометара АСПЕРА-3 (АСПЕРА-3) (ЕЛС), који је тим користио да испита укупно 11.861 прамчани ударни прелаз.
Открили су да је, у просеку, прамчани шок ближи Марсу када је близу афелија (8102 км), а даље код перихелиона (8984 км). Ово се разликује од око 11% током марсовске године, што је прилично у складу с његовом ексцентричношћу. Међутим, тим је желео да види који (ако уопште постоји) претходно проучени механизми су углавном одговорни за ову промену.
У том циљу, тим је сматрао разлике у густини соларног ветра, јачини интерпланетарног магнетног поља и сунчевом зрачењу као примарне узроке - који се смањују како се планета удаљава од Сунца. Међутим, открили су да се локација прамчаног удара чини осетљивија на варијације сунчевог излагања екстремним УВ зрачењима, а не на варијације самог соларног ветра.
Разлике у удаљености од прамчаног удара такође су изгледа повезане са количином прашине у марсовској атмосфери. То се повећава како се Марс приближава перихелију, узрокујући да атмосфера апсорбује више сунчеве радијације и загрева. Као што повећани ниво ЕУВ доводи до повећане количине плазме у ионосфери и егзосфери, повећана количина прашине делује као тампон против сунчевог ветра.
Како је у изјави за ЕСА изјавио Бењамин Халл, истраживач са Универзитета Ланцастер у Великој Британији и водећи аутор рада:
"Претходно је показано да прашинске олује делују са горњом атмосфером и ионосфером Марса, тако да може доћи до индиректног повезивања између олујних прашина и места удара прамца ... Међутим, не доносимо даље закључке о томе како би прашине олује могле директно утицати на локацију Марсовског лучног шока и такву истрагу препустити будућој студији. "
На крају, Халл и његов тим нису могли издвојити ниједан фактор када су указали на то зашто се Марсов шок од прамца мења током дужег периода. „Изгледа да ниједан механизам не може објаснити наша запажања, већ комбиновани ефекат свих њих“, рекао је. "У овом тренутку ниједан од њих не може бити искључен."
Гледајући унапред, Халл и његове колеге надају се да ће будуће мисије помоћи да се баве додатна светлост на механизме који стоје иза Марсовог пребацивања преокрета. Као што је Халл најавио, то ће вероватно укључивати заједничке истраге ЕСА-е Марс Екпресс и Траце Гасни Орбитер и НАСА-ин МАВЕН мисија. Чини се да рани подаци МАВЕН-а потврђују трендове које смо открили. "
Иако ово није прва анализа која је желела да схвати како атмосфера Марса утиче на соларни ветар, ова одређена анализа заснована је на подацима добијеним у много дужем временском периоду од било које претходно студије. На крају, више мисија које тренутно проучавају Марс откривају много о атмосферској динамици ове планете. Планета која за разлику од Земље има веома слабо магнетно поље.
Оно што научимо у том процесу ићи ће дуг пут ка томе да будуће истраживачке мисије на Марс и друге планете са слабим магнетним пољем (попут Венере и Меркура) буду безбедне и ефикасне. Можда би нам могло помоћи и у стварању сталних база на тим световима једног дана!
