شاهدت بعثتان تابعتان لوكالة الفضاء الأوروبية تدوران حول المريخ، وهما المركبة الفضائية Mars Express وExoMars Trace Gas Orbiter، “عاصفة عملاقة” شمسية قوية دمرت الأرض وضربت الكوكب الأحمر أيضًا. تسببت العاصفة في خلل في المركبات الفضائية والغلاف الجوي العلوي للمريخ المشحون للغاية.
ال العاصفة الشمسية ضرب الأرض في 11 مايو 2024، مما يثبت أنه أكبر حدث تم تسجيله على كوكبنا منذ أكثر من 20 عامًا. ولدت مشرقة الشفق، يقتصر عادةً على قطبي كوكبنا، بعيدًا عن خط الاستواء المكسيك. وبالفعل، أثرت العاصفة أيضًا المريخ، مع مارس اكسبريس و مركبة ExoMars لتتبع الغازات (TGO) مربوط بإشعاع يكفي لمدة 200 يوم في غضون 64 ساعة فقط.
أدت العاصفة الشمسية إلى زيادة عدد الإلكترونات في طبقتين من الغلاف الجوي للمريخ: زيادة بنسبة 45% على ارتفاع 68 ميلاً (110 كيلومترات) وزيادة هائلة بنسبة 278% على ارتفاع 81 ميلاً (130 كيلومترًا) فوق سطح المريخ. ويمثل ذلك أكبر عدد من الإلكترونات التي شاهدها علماء الكواكب على الإطلاق في الغلاف الجوي للكوكب الأحمر.
وأظهرت العاصفة الشمسية الهائلة أيضًا التأثير السلبي الذي يمكن أن يحدثه مثل هذا الطقس الفضائي على تكنولوجيا الفضاء، وهو خطر يدفع الباحثين إلى تطوير تنبؤ أفضل بالطقس الفضائي.
وتابع باروت: “تسببت العاصفة أيضًا في حدوث أخطاء حاسوبية لكلا المدارين، وهو خطر نموذجي للطقس الفضائي، حيث أن الجسيمات المعنية نشطة للغاية ويصعب التنبؤ بها”. “لحسن الحظ، تم تصميم المركبة الفضائية مع أخذ ذلك في الاعتبار، وتم بناؤها بمكونات مقاومة للإشعاع وأنظمة محددة لاكتشاف هذه الأخطاء وإصلاحها. وقد تعافت بسرعة.”
استخدم باروت وزملاؤه تقنية رائدة تسمى الاحتجاب الراديوي لدراسة تأثير هذه العاصفة الشمسية. وتضمن ذلك قيام Mars Express بإرسال إشارة راديو إلى TGO أثناء انخفاضه تحت أفق المريخ. ثم انكسرت هذه الإشارة مرة أخرى في Mars Express بواسطة طبقات الغلاف الجوي للكوكب الأحمر. هذا كشف تفاصيل هذه الطبقات.
وقال عضو الفريق كولين ويلسون، عالم مشروع وكالة الفضاء الأوروبية لـ Mars Express وTGO: “لقد تم استخدام هذه التقنية بالفعل لعقود من الزمن لاستكشاف النظام الشمسي، ولكن باستخدام إشارات مرسلة من مركبة فضائية إلى الأرض”. “لم نبدأ استخدامه على المريخ بين مركبتين فضائيتين، مثل Mars Express وTGO، إلا في السنوات الخمس الماضية أو نحو ذلك، والتي تستخدم عادةً أجهزة الراديو هذه لإرسال البيانات بين المركبات المدارية والمركبات الجوالة. إنه لأمر رائع أن نراها أثناء العمل.”
ما كشفه هذا هو حقيقة ذلك أرض ويستجيب المريخ بشكل مختلف تمامًا عندما يتعرض لقصف من الجسيمات المشحونة القادمة من الشمس.
تؤثر العواصف الشمسية على المريخ والأرض بشكل مختلف
الفرق الرئيسي بين المريخ والأرض في رد فعلهما على العواصف الشمسية هو حقيقة أن كوكبنا لديه مجال مغناطيسي وقائي، وهو الغلاف المغناطيسي. وهذا يخفف من تأثير العواصف الشمسية على غلافنا الجوي ويحول أيضًا الجسيمات المشحونة بعيدًا عن الأرض ونحو القطبين، حيث يمكن أن تسبب الشفق القطبي.
إن عدم وجود غلاف مغناطيسي حول المريخ يجعل من الصعب مقارنة الكوكب الأحمر بالأرض. إن دراسة الطقس الفضائي حول كوكبنا المجاور معقدة أيضًا بسبب حقيقة أن الشمس غير منتظمة في تشتيت الجسيمات المشحونة والإشعاع.
وأوضح جاكوبس: “لحسن الحظ، تمكنا من استخدام هذه التقنية الجديدة مع Mars Express وTGO بعد 10 دقائق فقط من ضرب توهج شمسي كبير على المريخ”. “في الوقت الحالي، نقوم بإجراء ملاحظتين فقط أسبوعيًا على المريخ، لذا كان التوقيت محظوظًا للغاية.”
نظر العلماء إلى آثار ثلاثة أحداث شمسية كانت جزءًا من نفس العاصفة الشاملة: توهج الإشعاع، وانفجار الجسيمات المشحونة عالية الطاقة، والمواد التي أطلقها كوكب الأرض. طرد الكتلة الإكليلية (CME). عندما ضرب الإشعاع والمواد الناتجة عن هذه الأحداث الغلاف الجوي للمريخ، انفصلت الإلكترونات عن الذرات المحايدة، مما تسبب في ملء هذه الجسيمات سالبة الشحنة بالغلاف الجوي بأعداد لم يتم تسجيلها من قبل.
يمكن أن تساعدنا دراسة الفريق للحدث أيضًا في فهم كيف أصبح الكوكب الأحمر أرضًا قاحلة وجرداء.
وأضاف ويلسون: “تعمل النتائج على تحسين فهمنا للمريخ من خلال الكشف عن كيفية قيام العواصف الشمسية بإيداع الطاقة والجزيئات في الغلاف الجوي للمريخ – وهو أمر مهم لأننا نعلم أن الكوكب قد فقد كميات هائلة من الماء ومعظم غلافه الجوي إلى الفضاء، على الأرجح مدفوعًا بالرياح المستمرة للجسيمات المتدفقة من الشمس”. “ولكن هناك جانب آخر لذلك، وهو أن بنية ومحتويات الغلاف الجوي للكوكب تؤثر على كيفية انتقال الإشارات الراديوية عبر الفضاء. إذا كان الغلاف الجوي العلوي للمريخ مليئًا بالإلكترونات، فقد يمنع ذلك الإشارات التي نستخدمها لاستكشاف سطح الكوكب عبر الرادار، مما يجعله اعتبارًا رئيسيًا في تخطيط مهمتنا – ويؤثر على قدرتنا على استكشاف عوالم أخرى”.
ونشرت نتائج الفريق يوم الخميس (5 مارس) في المجلة اتصالات الطبيعة.
التعليقات