Når de studerer steinete verdener utenfor solsystemet, bruker forskere Mars som et laboratorium i planetarisk skala.
Hvor lenge kunne en steinete planet, lignende Mars, forbli beboelig hvis den gikk i bane rundt en rød dverg? NASAs Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) oppdrag, som har studert naboen vår siden november 2014, vil bidra til å svare på dette vanskelige spørsmålet.
"Observasjonene av MAVEN-oppdraget indikerer at den røde planeten gradvis har mistet en betydelig del av atmosfæren, og dette har endret forholdene på det," sier David Brain, forsker for MAVEN-oppdraget ved University of Colorado (USA).
Planetarisk laboratorium
Når de studerer steinete verdener utenfor solsystemet, bruker forskere Mars som et laboratorium i planetarisk skala. På høstmøtet i American Geophysical Union 13. desember 2017 i New Orleans, USA, delte David Brain med kollegene hvordan MAVEN-dataene vil påvirke bestemmelsen av levedyktigheten til steinete planeter som kretser rundt fjerne stjerner.
Romfartøy MAVEN. Kreditt: NASA.
MAVEN har en pakke instrumenter om bord som måler tapet av den Martiske atmosfæren. Studier viser at mye av det har rømt ut i verdensrommet "takket være" en kombinasjon av kjemiske og fysiske prosesser, og dataene fra instrumentene gir ledetråder for hvilken rolle hver av dem spilte.
Salgsfremmende video:
I løpet av de siste tre årene har solen opplevd perioder med økende og synkende aktivitet, mens Mars har opplevd solstormer, solfakkel og utspring av koronale masser. Disse endringene har gitt MAVEN en unik mulighet til å observere atferden i atmosfæren under forskjellige forhold.
Rød dverg og hypotetisk Mars
David Brain og hans kolleger anvendte denne kunnskapen på en hypotetisk Mars-lignende planet som kretser rundt en rød dvergstjerne (den mest tallrike klassen av stjerner i vår Galaxy). De antydet at eksoplaneten, som Mars, ligger i utkanten av den beboelige sonen. Men siden røde dverger er svakere enn solen, er deres beboelige sone mye nærmere. Det viste seg at på grunn av den ekstreme ultrafiolette strålingen fra stjernen og den nære bane, vil planeten motta 5-10 ganger mer UV enn Mars mottar. Dette øker mengden energi som er tilgjengelig for prosessene som er ansvarlige for rømming av atmosfæren.
Plasseringen av en hypotetisk Mars i den beboelige sonen som kretser rundt en rød dverg sammenlignet med plasseringen av ekte Mars i solsystemet. Kreditt: NASAs Goddard Space Flight Center.
Basert på data fra MAVEN, beregnet forskerne at eksomars-atmosfæren kunne miste 3-5 ganger mer ladede partikler i en prosess som kalles ionelekkasje og 5-10 ganger mer nøytrale partikler som et resultat av fotokjemisk rømning. I tillegg, siden det vil være mange ladede partikler i atmosfæren, vil det begynne å "spraye". Sprøyteprosessen ligner et biljardspill: ladede partikler krasjer i molekyler, skyver noen av dem ut i verdensrommet og skyver andre mot naboene. Denne kjedereaksjonen øker hastigheten for atmosfæretap betydelig. Endelig vil den hypotetiske planeten møte tapet av lysmolekyler som hydrogen.
Generelt kan det å finne en hypotetisk Mars på kanten av den beboelige sonen til en rolig rød dverg forkorte levetiden på omtrent 5-20 ganger. Hvis planeten er plassert i et aktivt rødt dvergsystem, vil denne perioden reduseres med omtrent 1000 ganger.
Formildende omstendigheter
Ikke desto mindre vurderte David Brain det verste tilfellet ved å plassere Mars midt i en rød dverg. En annen planet kan ha noen avbøtende faktorer, for eksempel aktive geologiske prosesser, et magnetfelt eller en større størrelse. Alt dette lar deg etterfylle, beskytte og beholde atmosfæren i en lengre periode.
Bruken Yakoski, hovedetterforsker for MAVEN ved University of Colorado (USA), avsluttet Bruce Yakoski, hovedetterforsker for MAVEN ved University of Colorado (USA).
Roman Zakharov
