Когато изучават скални светове извън Слънчевата система, изследователите използват Марс като лаборатория в планетарен мащаб.
Колко време може скалиста планета, подобна на Марс, да остане обитаема, ако обикаля с червено джудже? Мисията на Атмосферата и летливата еволюция на НАСА (MAVEN), която изучава съседът ни от ноември 2014 г., ще помогне да се отговори на този труден въпрос.
„Наблюденията на мисията MAVEN показват, че Червената планета постепенно е загубила значителна част от атмосферата си и това е променило условията на нея“, казва Дейвид Брейн, учен за мисията MAVEN в Университета на Колорадо (САЩ).
Планетна лаборатория
Когато изучават скални светове извън Слънчевата система, изследователите използват Марс като лаборатория в планетарен мащаб. На есенната среща на Американския геофизичен съюз на 13 декември 2017 г. в Ню Орлиънс, САЩ, Дейвид Брейн сподели с колеги как данните на MAVEN ще повлияят на определянето на обитаемостта на скалисти планети, обикалящи около орбитите на далечни звезди.
Космически кораб MAVEN. Кредит: НАСА.
MAVEN разполага с набор от инструменти на борда, които измерват загубата на марсианската атмосфера. Проучванията показват, че голяма част от него е избягала в космоса "благодарение" на комбинация от химични и физични процеси, а данните от инструментите предоставят улики за това каква роля е играл всеки от тях.
Промоционално видео:
През последните три години Слънцето преживява периоди на нарастваща и намаляваща активност, докато Марс е изпитвал слънчеви бури, слънчеви изблици и изхвърляне на коронална маса. Тези промени предоставиха на MAVEN уникална възможност да наблюдават поведението на атмосферата при различни условия.
Червено джудже и хипотетичен Марс
Дейвид Брейн и неговите колеги приложиха тези знания към хипотетична планета, подобна на Марс, обикаляща около орбита на звезда от червено джудже (най-изобилният клас звезди в нашата галактика). Те предположиха, че екзопланетата, подобно на Марс, се намира в края на обитаемата зона. Но тъй като червените джуджета са по-слаби от Слънцето, обитаемата им зона е много по-близо. Оказа се, че поради екстремното ултравиолетово лъчение на звездата и близката орбита планетата ще получи 5-10 пъти повече UV, отколкото получава Марс. Това увеличава количеството енергия, достъпно за процесите, отговорни за изтичането на атмосферата.
Местоположението на хипотетичен Марс в обитаемата зона, обикаляща около орбита на червено джудже в сравнение с местоположението на истински Марс в Слънчевата система. Кредит: Център за космически полети на Годард от НАСА.
Въз основа на данни от MAVEN, изследователите изчислиха, че атмосферата на екзомарите може да загуби 3-5 пъти повече заредени частици в процес, наречен изтичане на йони и 5-10 пъти по-неутрални частици в резултат на фотохимично изтичане. Освен това, тъй като в атмосферата ще има много заредени частици, тя ще започне да "пръска". Процесът на пръскане е подобен на игра на билярд: заредените частици се разбиват в молекули, изтласквайки някои от тях в космоса и изтласквайки други срещу съседите си. Тази верижна реакция значително увеличава скоростта на атмосферните загуби. И накрая, хипотетичната планета ще се сблъска със загубата на светлинни молекули като водород.
Като цяло намирането на хипотетичен Марс на ръба на обитаемата зона на спокойно червено джудже може да съкрати продължителността на живота около 5-20 пъти. Ако планетата бъде поставена в активна система с червено джудже, този период ще бъде намален с около 1000 пъти.
Смекчаващи обстоятелства
Независимо от това Дейвид Брейн обмисли най-лошия сценарий, като постави Марс в средата на червено джудже. Друга планета може да има някои смекчаващи фактори, като активни геоложки процеси, магнитно поле или по-голям размер. Всичко това ви позволява да допълвате, защитавате и запазвате атмосферата за по-дълъг период.
„Обитаемостта на далечните светове е една от най-важните теми в астрономията и тези оценки показват един начин да се използват знания за Марс и Слънцето в търсенето на живот във Вселената“, заключава Брус Якоски, главен изследовател на MAVEN в Университета на Колорадо (САЩ).
Роман Захаров