NASATàu vũ trụ của MAVEN phát hiện ra sự kiện mặt trời độc đáo gây tác động lớn Sao HoảKhí quyển, cung cấp những hiểu biết quan trọng về sự tương tác của hành tinh với các hiện tượng mặt trời.

Vào tháng 12 năm 2022, sứ mệnh MAVEN (Khí quyển sao Hỏa và sự tiến hóa dễ bay hơi) của NASA đã quan sát thấy sự “biến mất” đầy kịch tính và bất ngờ của một dòng hạt tích điện liên tục phát ra từ Mặt trời, được gọi là gió mặt trời. Điều này được gây ra bởi một loại sự kiện mặt trời đặc biệt mạnh đến mức nó tạo ra chân không khi nó di chuyển qua hệ mặt trời.

Kết quả của sự kiện này, các phép đo MAVEN trên Sao Hỏa cho thấy số lượng hạt tạo nên gió mặt trời giảm đáng kể. Nếu không có áp lực của gió mặt trời, bầu khí quyển và từ trường của sao Hỏa sẽ giãn nở hàng nghìn km. MAVEN là tài sản duy nhất hiện có trên Sao Hỏa có khả năng theo dõi đồng thời hoạt động của Mặt trời và phản ứng của bầu khí quyển Sao Hỏa đối với những ảnh hưởng của Mặt trời.

Jasper Halikas, giáo sư tại Đại học California, California, cho biết: “Khi chúng tôi lần đầu tiên nhìn thấy dữ liệu và lượng gió mặt trời giảm đáng kể như thế nào, điều đó gần như không thể tin được”. Đại học Iowa Và là tác giả chính của một nghiên cứu mới về sự kiện này. “Chúng tôi đã thành lập một nhóm làm việc để nghiên cứu sự kiện này và nhận thấy rằng khoảng thời gian này có rất nhiều kết quả đáng kinh ngạc.”

Tìm hiểu về sự “biến mất” của gió mặt trời trên sao Hỏa do MAVEN chứng kiến ​​– sự kiện được nhìn thấy lần cuối cách đây gần 1/4 thế kỷ trên Trái đất. Nguồn: Trung tâm bay không gian Goddard của NASA

Tìm hiểu sự biến mất của gió mặt trời

Sao Hỏa, giống như tất cả các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta, liên tục chìm trong gió mặt trời. Gió mặt trời gây áp lực lên từ quyển và tầng điện ly của Sao Hỏa, khiến phần lớn bầu khí quyển thoát ra ngoài. Sự kiện mặt trời tháng 12 năm 2022 là do gió mặt trời di chuyển nhanh vượt qua gió mặt trời chậm hơn, hoạt động giống như một chiếc chổi, quét và ép hai vùng lại với nhau. Sự tương tác này, được gọi là vùng tương tác dòng, để lại một khoảng trống hiếm hoi của gió mặt trời mật độ rất thấp mà MAVEN đã quan sát được. Sự “biến mất” của gió mặt trời này đã dẫn đến một số tương tác đáng kinh ngạc trong từ quyển và tầng điện ly của Sao Hỏa.

Hậu quả của sự kiện

Khi cường độ gió mặt trời giảm đi 100 lần, áp suất giảm xuống và từ quyển và tầng điện ly của hành tinh có thể giãn ra hàng nghìn km – gấp hơn ba lần kích thước thông thường – và đặc tính của chúng thay đổi đáng kể. Từ trường của Mặt trời thường nằm trong tầng điện ly của sao Hỏa bị đẩy ra ngoài, chuyển tầng điện ly từ trạng thái từ hóa sang trạng thái không nhiễm từ. Đồng thời, lớp giữa gió mặt trời và từ quyển đã trở nên yên tĩnh bất thường về mặt điện từ. Các quan sát của MAVEN về sự kiện kịch tính này cũng như sự biến đổi và mở rộng sau đó của toàn bộ hệ thống là rất quan trọng để hiểu rõ hơn về nguyên nhân vật lý gây ra sự mất khí quyển và nước trên Sao Hỏa.

Halikas nói thêm: “Chúng tôi đã có thể thấy sao Hỏa phản ứng như thế nào khi gió mặt trời bị loại bỏ một cách hiệu quả”. “Nó đại diện cho một nghiên cứu hấp dẫn về việc sao Hỏa sẽ như thế nào nếu nó quay quanh một ngôi sao ít ‘gió’ hơn.”

Đây là một bản trình diễn nghệ thuật về Khí quyển sao Hỏa và Sự tiến hóa dễ bay hơi của NASA, hay MAVEN, tàu vũ trụ quay quanh Sao Hỏa. Tín dụng: NASA / GSFC

Tầm quan trọng của ghi chú Maven

Các sự kiện gió mặt trời biến mất ở quy mô này là cực kỳ hiếm và được tạo ra vào thời điểm hoạt động của mặt trời tăng lên, vì vậy đây là lần đầu tiên sứ mệnh MAVEN có cơ hội quan sát hiện tượng như vậy. Trong khi các tàu vũ trụ khác của Sao Hỏa và Trái Đất cũng đã quan sát được các khía cạnh của sự kiện này, chỉ MAVEN mới có thể thực hiện các phép đo đồng thời về phản ứng của Mặt Trời và bầu khí quyển Sao Hỏa đối với nó.

Shannon Curry, nhà nghiên cứu chính của MAVEN tại MIT cho biết: “Việc quan sát các điều kiện khắc nghiệt luôn có giá trị khoa học vô giá”. đại học California, Berkeley. “MAVEN được thiết kế để quan sát những loại tương tác này giữa Mặt trời và bầu khí quyển sao Hỏa, và tàu vũ trụ đã cung cấp dữ liệu đặc biệt trong sự kiện mặt trời thực sự bất thường này.”

Khi Mặt trời tiến tới cực đại mặt trời, đỉnh điểm trong chu kỳ hoạt động 11 năm của nó, sứ mệnh MAVEN có thể có tác động lớn hơn đến sự hiểu biết của chúng ta về các sự kiện cực đoan của mặt trời.

Nỗ lực hợp tác và kế hoạch tương lai

Gina DiBraccio, phó điều tra viên chính của MAVEN và phó giám đốc Phòng Khoa học Vật lý Mặt trời tại Trung tâm Bay Không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland cho biết: “Điều này thực sự cho thấy vai trò liên ngành của MAVEN trên Sao Hỏa”. “MAVEN không chỉ giám sát động lực học của bầu khí quyển sao Hỏa mà còn giám sát năng lượng mặt trời đầu vào để nâng cao hiểu biết của chúng ta về Mặt trời.”

Nghiên cứu này đang được trình bày tại cuộc họp mùa thu của Hiệp hội Địa vật lý Hoa Kỳ ở San Francisco.

Điều tra viên chính của MAVEN làm việc tại Đại học California, Berkeley, trong khi Trung tâm Bay Không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland quản lý sứ mệnh MAVEN. Lockheed Martin Space đã chế tạo tàu vũ trụ và chịu trách nhiệm thực hiện các hoạt động của sứ mệnh. Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA ở Nam California cung cấp hỗ trợ điều hướng và mạng lưới không gian sâu. Phòng thí nghiệm Vật lý Khí quyển và Không gian tại Đại học Colorado Boulder chịu trách nhiệm quản lý hoạt động khoa học, tiếp cận cộng đồng và truyền thông. Nhóm MAVEN đang chuẩn bị kỷ niệm 10 năm ngày tàu vũ trụ đến Sao Hỏa vào tháng 9 năm 2024.