عندما عبرت عاصفة شمسية ملايين الأميال، ماذا كشفت المريخ عن المركبة الفضائية الهادئة التي تراقب من المدار؟

بعيدًا عن الأرض، حيث يسير ضوء الشمس بهدوء عبر ملايين الأميال من الفضاء الخالي، تدور الكواكب في إيقاع دقيق. في معظم الأيام، تكون رحلة ضوء الشمس لطيفة - دفء، ضوء، ونسيم خفيف من الرياح الشمسية يتجه إلى الخارج. لكن في بعض الأحيان، يرفع الشمس صوته.

في مايو 2024، فعل الشمس ذلك.

عبرت عاصفة شمسية قوية النظام الشمسي، قوية بما يكفي لإضاءة سماء الأرض بأضواء نادرة تمتد بعيدًا عن القطبين. ومع ذلك، لم يكن الأرض هو العالم الوحيد الذي لمسته تلك العاصفة. بعيدًا، بالقرب من صحارى المريخ ذات اللون الصدئ، كانت هناك مركبتان فضائيتان تراقبان في اللحظة المناسبة تمامًا.

سيقول العلماء لاحقًا إن توقيتهما كان محظوظًا بشكل ملحوظ.

عاليًا فوق سطح المريخ، كانت مركبة Mars Express التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ومركبة ExoMars Trace Gas Orbiter تدور بهدوء حول الكوكب عندما وصلت العاصفة. كان الحدث نفسه جزءًا من موجة أوسع من النشاط الشمسي الذي أرسل الإشعاع، والجسيمات النشطة، والبلازما تتسابق إلى الخارج من الشمس.

عندما وصلت هذه الزيادة إلى المريخ، ضربت كوكبًا مختلفًا تمامًا عن الأرض.

عالمنا محمي بواسطة حقل مغناطيسي عالمي - فقاعة واقية تعرف باسم المغناطيسية التي تنحرف العديد من الجسيمات المشحونة من العواصف الشمسية. بينما فقد المريخ، بالمقابل، معظم درعه المغناطيسي العالمي قبل مليارات السنين. الغلاف الجوي للكوكب الأحمر أكثر تعرضًا لمزاج الشمس.

لذا عندما وصلت العاصفة، كانت آثارها دراماتيكية.

سجلت أجهزة الاستشعار على متن المركبات المدارية زيادة في الإشعاع تعادل تقريبًا 200 يوم من التعرض العادي مضغوطًا في 64 ساعة فقط. تفاعلت الطبقات العليا من الغلاف الجوي للمريخ بسرعة. تدفقت الإلكترونات إلى المنطقة، مما خلق أقوى استجابة جوية قيست على الإطلاق خلال عاصفة شمسية على المريخ.

عند ارتفاعات حوالي 110 كيلومترات فوق الكوكب، زادت كثافة الإلكترونات بحوالي 45 في المئة، بينما شهدت طبقة أخرى حول 130 كيلومترًا زيادة ملحوظة بنسبة 278 في المئة.

بالنسبة للباحثين الذين يدرسون الغلاف الجوي للكواكب، أصبح الحدث نافذة غير متوقعة في كيفية تفاعل الطاقة الشمسية مع المريخ.

كما شهدت المركبات المدارية العاصفة بشكل مباشر. أدت الجسيمات عالية الطاقة إلى حدوث خلل صغير في الكمبيوتر على متن كلا المركبتين - مثال على المخاطر التكنولوجية التي يمكن أن تخلقها أحوال الطقس الفضائي بعيدًا عن الأرض. لحسن الحظ، تم تصميم المركبات مع أنظمة مقاومة للإشعاع قادرة على اكتشاف وتصحيح مثل هذه الأخطاء، وعادت العمليات بسرعة إلى طبيعتها.

ما جعل الملاحظات ذات قيمة خاصة لم يكن فقط العاصفة نفسها، ولكن الفرصة النادرة لقياسها بالتفصيل.

استخدم العلماء تقنية تجريبية تعرف باسم "الاختفاء الراديوي"، حيث ترسل مركبة فضائية إشارة راديو عبر الغلاف الجوي للكوكب نحو مركبة فضائية أخرى. بينما تمر الإشارة عبر طبقات من الجسيمات المشحونة، تنحني قليلاً، مما يكشف معلومات حول هيكل الغلاف الجوي وكثافته.

في هذه الحالة، كان التوقيت استثنائيًا. بدأت القياسات بعد حوالي عشر دقائق فقط من ضرب توهج شمسي كبير للمريخ، مما سمح للباحثين بالتقاط رد الفعل الفوري للغلاف الجوي. عادةً، تحدث مثل هذه الملاحظات مرتين فقط في الأسبوع، مما يجعل توافق الأحداث محظوظًا بشكل خاص.

بعيدًا عن الفضول العلمي، تسلط النتائج أيضًا الضوء على قصة أعمق عن المريخ نفسه.

كان الكوكب الأحمر في يوم من الأيام أكثر دفئًا ورطوبة، مع أنهار وبحيرات تشكل مشهده القديم. على مدار مليارات السنين، ومع ذلك، هربت معظم غلافه الجوي إلى الفضاء. يُعتقد أن القصف المستمر من الجسيمات الشمسية لعب دورًا كبيرًا في تلك الخسارة التدريجية.

تقدم العواصف الشمسية مثل تلك التي تم ملاحظتها في 2024 للباحثين لمحة عن تلك العملية الطويلة في العمل - تذكير بمدى قوة تأثير الشمس عبر النظام الشمسي.

في الوقت الحالي، تقدم الحدث أيضًا درسًا عمليًا. يمكن أن تتداخل الجسيمات المشحونة والغلاف الجوي الغني بالإلكترونات مع إشارات الراديو المستخدمة من قبل المركبات الفضائية لدراسة الكواكب والتواصل مع الروبوتات على السطح. قد يساعد فهم هذه الظروف العلماء في تصميم بعثات مستقبلية بشكل أكثر فعالية.

تم نشر الملاحظات مؤخرًا في مجلة Nature Communications، مما يوفر واحدة من أوضح النظرات حتى الآن حول كيفية استجابة المريخ عندما تطلق الشمس أقوى انفجاراتها.

وبفضل مركبتين مداريتين تدوران بهدوء في المكان المناسب في الوقت المناسب، أصبحت لحظة من الغضب الشمسي فرصة غير متوقعة للاكتشاف.

إخلاء مسؤولية الصورة AI تم إنتاج الرسوم التوضيحية باستخدام الذكاء الاصطناعي وتعمل كتصويرات مفاهيمية.

المصادر Space.com European Space Agency Phys.org EurekAlert Mirage News