Studimi eksploron avionët magnetosheath në Mars

Avionët magnetosheath në Tokë janë entitete plazmatike që kanë një presion më të lartë dinamik që rrethon plazmën dhe mund të shkaktojnë valë që transferojnë energji brenda mjediseve të tilla. Avionë të tillë ekzistojnë edhe përtej Tokës në magnetosheath të Marsit, siç u vëzhgua nga Herbert Gunell dhe një ekip kërkimor në Departamentin e Fizikës, Universiteti Umea dhe Instituti Suedez i Fizikës Hapësinore, në Suedi, duke përdorur bazën e të dhënave të anijes kozmike MAVEN. Rezultatet e ekipit janë publikuar tani në Science Advances.

Homologu jashtëtokësor i këtij fenomeni tokësor ndryshoi relativisht në Mars për shkak të valës së tij më të vogël goditëse me hark dhe shoqërohet me luhatje të shtuara të fushës magnetike, siç janë avionët në sistemin diellor për të prekur plazmat astrofizike. Në këtë punë, ekipi hulumtues inkorporoi analiza të bazuara në bazën e të dhënave të një anije kozmike për të vërtetuar ekzistencën e avionëve në magnetosheath të Marsit.

Astrofizikantët fillimisht kishin supozuar ekzistencën e avionëve magnetosheath vetëm në Tokë. Megjithatë, duke qenë se të gjithë planetët kanë goditje harku, ashtu si edhe disa kometa, fenomeni i goditjes është i kudondodhur në astrofizikë. Në këtë studim, të dhënat e marra nga anija kozmike MAVEN dhanë një pamje të qartë të ekzistencës së avionëve në magnetosheath të Marsit.

Kur erërat diellore ndeshen me fushën magnetike të Tokës, ndryshimi që rezulton nga rrjedha supersonike në nënsonike formon një valë goditëse me hark. Era diellore e frenuar mund të formojë një magnetosheath, një zonë të ngjeshur me plazmë të nxehtë. Avionët e këllëfës magnetike ndodhin nëpërmjet paraqitjes dinamike të presionit në plazmë që rezulton nga një densitet dhe/ose shpejtësi e rritur në Tokë. Astrofizikantët fillimisht studiuan lëvizjen e avionëve nëpër fusha magnetike në laborator duke përdorur një vakum me plazma sfondi për të inxhinieruar plazmoide. Studiuesit raportuan për herë të parë fenomenin në Tokë në fund të viteve 1990, i cili tani ka rezultuar në një punë të konsiderueshme.

Avionët mund të gjenerojnë valë në magnetosheath për të shkaktuar valë sipërfaqësore dhe emetimin e valëve Alfvén të zbuluar nga magnetometrat e bazuar në tokë. Koncepti shoqërohet gjithashtu me një fenomen të njohur si aurorat e fytit. Shumica e mekanizmave të formimit të goditjes së harkut dhe prodhimit të këllëfës magnetike sugjerojnë ndërveprime të erërave diellore me valëzime në goditjen e harkut, në raport me Strukturat Magnetike me Amplitudë të Shkurtër (SLAMS), ose anomalitë e rrjedhës së nxehtë dhe reformimin e goditjes së harkut. Avionët janë pjesë përbërëse për zvogëlimin e shkallës së goditjes së harkut në magnetosheath dhe për të transferuar energjinë e erës diellore në energjinë e valëve nëpër mjedisin plazmatik.

Gunell dhe kolegët paraqitën tre shembuj të avionëve të vëzhguar nga anija kozmike MAVEN më 28 janar dhe 29 janar 2017, si dhe më 10 qershor 2020. Gjatë afatit kohor fillestar të vëzhgimit, ekipi projektoi pozicionet e anijes kozmike në aeroplanët kryesorë të Marsit sistemi i koordinatave orbitale diellore. Ata paraqitën në mënyrë skematike rezultatin me vija të ndërprera dhe të forta për të treguar një goditje modeli të harkut në studim. Gjatë analizave të mëvonshme, anija kozmike nuk hyri në erën diellore; Prandaj, parametrat e kornizës së dytë kohore u vlerësuan nga matjet në magnetosheath.

Spektri jonik i marrë nga baza e të dhënave tregoi shumë protone dhe popullata të grimcave alfa. Grimcave alfa iu desh më shumë kohë për t’iu nënshtruar termalizimit pas kalimit të goditjes së harkut në krahasim me protonet për shkak të gyrodiusit të tyre më të madh. Ekipi ekzaminoi më tej afërsinë krahasuese të avionëve magnetosheath me planetin Mars në dy afatet kohore në 2017 dhe 2020 për të treguar se fenomeni ishte më afër planetit në harkun kohor të mëparshëm sesa ky i fundit, siç u ndesh dhe dokumentua nga anija kozmike MAVEN.

Deri më 10 qershor 2020, ekipi vëzhgoi magnetosheath-in e avionit të ndodhte më tej në drejtim të rrymës dhe në një lartësi më të madhe. Ata vunë re dy impulse të rritjes së presionit dinamik dhe distancën më të gjatë të goditjes së harkut rezultuan në një përzierje të grimcave alfa dhe protoneve në vend që të shfaqeshin si popullata të dallueshme. Presioni dinamik i zgjeruar i skenarit varej nga një densitet i rritur, ku luhatjet e fushës magnetike treguan amplitudë më të lartë brenda avionëve.

Astrofizikanët vazhduan të monitoronin goditjen e harkut dhe fushën magnetike ndërplanetare. Studimi me një anije kozmike zbuloi një vlerësim të thjeshtë të madhësisë së avionit. Gunell dhe kolegët krahasuan madhësinë e avionit me shkallën e magnetosheath për të arritur në përfundime rreth formës së avionit dhe origjinës së tij. Për shembull, ata regjistruan një madhësi avion në rangun prej 4000-18,000 km në drejtim të shpejtësisë së joneve, një shkallë shumë më e madhe se distanca e përshkuar nga anija kozmike e observatorit.

Në këtë mënyrë, Herbert Gunell dhe kolegët treguan se si fenomenet e kudogjendura dhe gjeoefektive të avionëve magnetosheath në Tokë mund të gjenerojnë valë dhe të transferojnë energji brenda magnetosheath. Ndërsa fenomene të tilla ekzistojnë përtej atmosferës së Tokës në një magnetosferë marsiane në një shkallë dhe karakter të ndryshëm, ato luajnë role të ngjashme në të dy mjediset planetare.

Studiuesit propozojnë përdorimin e studimeve më të mëdha statistikore në të ardhmen për vlerësimin sasior të gjeoefektivitetit të avionëve magnetosheath në Mars të përshtatshëm për kushte të ndryshme të erës diellore për të mbuluar të gjitha rajonet e hapësirës rreth planetit.