Bliski przelot komety wyrzucił pole magnetyczne Marsa w chaos

Anonim

Na kilka tygodni przed historycznym spotkaniem komety C / 2013 A1 (Siding Spring) z Marsem w październiku 2014 r. Statek kosmiczny Mars Atmosphere i Volatile Evolution (MAVEN) wszedł na orbitę wokół Czerwonej Planety. Aby chronić wrażliwy sprzęt na pokładzie MAVEN przed możliwą szkodą, niektóre instrumenty zostały wyłączone podczas przelotu; to samo zrobiono dla innych orbiterów Marsa. Ale kilka instrumentów, w tym magnetometr MAVEN, pozostało włączone, prowadząc obserwacje z siedzenia w pierwszym rzędzie podczas niezwykle bliskiego przelotu komety.

Ta jedyna w swoim rodzaju okazja dała naukowcom kameralny pogląd na spustoszenie, że przelot komety dokonał się w środowisku magnetycznym, czyli magnetosferze, wokół Marsa. Efekt był tymczasowy, ale głęboki.

"Comet Siding Spring pogrążyło pole magnetyczne wokół Marsa w chaosie", powiedział Jared Espley, członek zespołu naukowego MAVEN w NASA w Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland. "Uważamy, że spotkanie zdmuchnęło część górnej atmosfery Marsa, podobnie jak silna burza słoneczna".

W przeciwieństwie do Ziemi Mars nie jest osłonięty przez silną magnetosferę generowaną na planecie. Atmosfera Marsa zapewnia jednak pewną ochronę poprzez przekierowanie wiatru słonecznego wokół planety, jak skała odwracająca strumień wody w strumieniu. Dzieje się tak, ponieważ na bardzo dużych wysokościach atmosfera Marsa składa się z plazmy - warstwy naładowanych elektrycznie cząsteczek i cząsteczek gazu. Naładowane cząstki wiatru słonecznego oddziałują z tą plazą, a mieszanie się i poruszanie wszystkich tych ładunków wytwarza prądy. Podobnie jak prądy w prostych obwodach elektrycznych, te ruchome ładunki indukują pole magnetyczne, które w przypadku Marsa jest dość słabe.

Comet Siding Spring jest również otoczona polem magnetycznym. Wynika to z wiatru słonecznego wchodzącego w interakcje z plazmą generowaną w komie - otoczce gazu wypływającego z jądra komety, gdy jest ogrzewane przez słońce. Jądro Komety Siding Spring - bryłka lodu i skały mierząca nie więcej niż pół kilometra (około 1/3 mili) - jest mała, ale śpiączka jest ekspansywna, rozciągając się na milion kilometrów (ponad 600 000 mil) w każdym kierunku. Najgęstsza część śpiączki - obszar wewnętrzny w pobliżu jądra - jest częścią komety, która jest widoczna dla teleskopów i kamer jako duża kula.

Kiedy kometa Siding Spring minęła Marsa, oba ciała znalazły się w odległości około 140 000 kilometrów (około 87 000 mil) od siebie. Koma spoczywała na planecie przez kilka godzin, a gęsta wewnętrzna śpiączka sięgała lub prawie sięgała po powierzchnię. Mars został zalany niewidzialnym przypływem naładowanych cząstek ze śpiączki, a silne pole magnetyczne wokół komety tymczasowo połączyło się - i przytłoczone - z własną słabą planetą.

"Główna akcja miała miejsce podczas najbliższego zbliżania się komety", powiedział Espley, "ale magnetosfera planety zaczęła odczuwać pewne efekty, gdy tylko weszła na zewnętrzną krawędź komy w śpiączce."

Początkowo zmiany były subtelne. Ponieważ magnetosfera Marsa, która jest zwykle porządnie nanoszona nad planetą, zaczęła reagować na podejście komety, niektóre regiony zaczęły dostosowywać się do punktu w różnych kierunkach. Wraz z postępem komety, efekty te zyskały na intensywności, prawie powodując, że pole magnetyczne planety trzepotało niczym kurtyna na wietrze. Do czasu najbliższego podejścia - kiedy kometa z komety była najgęstsza - pole magnetyczne Marsa znajdowało się w całkowitym chaosie. Nawet godziny po odlocie komety nadal mierzono pewne zakłócenia.

Espley i koledzy sądzą, że efekty plazmy są podobne do silnej, ale krótkotrwałej burzy słonecznej. I podobnie jak burza słoneczna, bliskie przejście komety prawdopodobnie spowodowało chwilowy wzrost ilości gazu uciekającego z górnej atmosfery Marsa. Z czasem te burze odbiły się na atmosferze.

"Dzięki MAVEN staramy się zrozumieć, w jaki sposób słońce i wiatr słoneczny wchodzą w interakcję z Marsem" - powiedział Bruce Jakosky, główny badacz MAVEN z Laboratorium Fizyki Atmosfery i Przestrzeni w University of Colorado w Boulder. "Patrząc na to, jak magnetosfery komety i Marsa wchodzą ze sobą w interakcje, uzyskujemy lepsze zrozumienie szczegółowych procesów, które kontrolują każde z nich."

Te badania zostały opublikowane w Geophysical Research Letters.

menu
menu