Ρεκόρ έκρηξης ηλεκτρονίων στον Άρη κατά τη διάρκεια της ηλιακής υπερκαταιγίδας του 2024

Η ηλιακή υπερκαταιγίδα του Μαΐου 2024, που χάρισε εντυπωσιακό σέλας ορατό μέχρι και το Μεξικό, δεν περιορίστηκε στη Γη. Σύμφωνα με νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Communications, το φαινόμενο έπληξε και τον Άρη, πλημμυρίζοντας την ανώτερη ατμόσφαιρά του με ηλεκτρόνια και προκαλώντας προσωρινές δυσλειτουργίες στους υπολογιστές δύο ευρωπαϊκών διαστημοπλοίων.

Τα σκάφη Mars Express και ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) του ESA βρίσκονταν σε τροχιά γύρω από τον Κόκκινο Πλανήτη όταν η καταιγίδα — η ισχυρότερη που έχει πλήξει τη Γη τα τελευταία είκοσι χρόνια — έφτασε και εκεί. Ένας ανιχνευτής ακτινοβολίας στο TGO κατέγραψε δόση ισοδύναμη με 200 «κανονικές» ημέρες μέσα σε μόλις 64 ώρες.

Η υπερκαταιγίδα προκάλεσε θεαματική αύξηση του αριθμού ηλεκτρονίων σε δύο στρώματα της ατμόσφαιρας του Άρη, σε υψόμετρα περίπου 110 και 130 χιλιομέτρων. Οι αυξήσεις έφτασαν το 45% και το 278% αντίστοιχα — τις υψηλότερες πυκνότητες ηλεκτρονίων που έχουν ποτέ καταγραφεί σε αυτή την περιοχή.

«Ο αντίκτυπος ήταν εκπληκτικός: η ανώτερη ατμόσφαιρα του Άρη κατακλύστηκε από ηλεκτρόνια», δήλωσε ο Jacob Parrott, Ερευνητής του ESA και κύριος συγγραφέας της μελέτης. «Ήταν η μεγαλύτερη αντίδραση σε ηλιακή καταιγίδα που έχουμε δει ποτέ στον Άρη».

Οι επιστήμονες συνέλεξαν τα δεδομένα μέσω της τεχνικής της αμοιβαίας ραδιοκάλυψης, κατά την οποία το Mars Express εκπέμπει ραδιοσήμα προς το TGO τη στιγμή που χάνεται πίσω από τον ορίζοντα του Άρη. Η διάθλαση του σήματος μέσα από τα ατμοσφαιρικά στρώματα επιτρέπει την κατασκευή κατακόρυφων προφίλ πυκνότητας ηλεκτρονίων. Τα ευρήματα επιβεβαιώθηκαν με παρατηρήσεις από την αποστολή MAVEN της NASA.

Η κρίσιμη μέτρηση πραγματοποιήθηκε μόλις δέκα λεπτά μετά από μεγάλη ηλιακή έκλαμψη που χτύπησε τον Άρη στις 15 Μαΐου 2024 — μια εξαιρετικά τυχερή χρονική συγκυρία, καθώς οι παρατηρήσεις διεξάγονταν μόνο δύο φορές την εβδομάδα. Η καταιγίδα προκάλεσε επίσης σφάλματα στους υπολογιστές και των δύο δορυφόρων, τα οποία ωστόσο αποκαταστάθηκαν γρήγορα χάρη στα ενισχυμένα συστήματα προστασίας από ακτινοβολία και διόρθωσης σφαλμάτων.

Τα αποτελέσματα της μελέτης έχουν ιδιαίτερη σημασία για την κατανόηση της ατμόσφαιρας του Άρη. Σε αντίθεση με τη Γη, ο πλανήτης δεν διαθέτει παγκόσμιο μαγνητικό πεδίο για να αποκρούει τα ηλιακά σωματίδια, γεγονός που τον καθιστά πιο ευάλωτο στις ηλιακές καταιγίδες.

Όπως σημειώνει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Colin Wilson, επιστήμονας του ESA για τις δύο αποστολές, τα ευρήματα «βελτιώνουν την κατανόησή μας για τον Άρη αποκαλύπτοντας πώς οι ηλιακές καταιγίδες εναποθέτουν ενέργεια και σωματίδια στην ατμόσφαιρά του». Η διαδικασία αυτή, υπογραμμίζει, θεωρείται ότι συνέβαλε στην απώλεια του νερού και του μεγαλύτερου μέρους της ατμόσφαιρας του πλανήτη μέσα σε δισεκατομμύρια χρόνια.