في الصمت الواسع بين الكواكب، يمكن لعاصفة من الجسيمات أن تسير مثل تموج عبر محيط غير مرئي - لا يمكن إدراكها إلا عندما تلتقي بشيء في طريقها. شمسنا، كرة متلاطمة من الحرارة والحركة المغناطيسية، ترسل أحيانًا مثل هذه التموجات إلى الخارج، وعندما تصل إلى عالم مثل المريخ، يمكن أن ترسم صورة للقوة الكونية والغلاف الجوي الهش. في ضربة من الحظ الكوني، شاهدت المركبات الفضائية المدارية حدثًا من هذا القبيل يتكشف على المريخ، كاشفة تفاصيل جديدة حول كيفية تأثير العواصف الشمسية القوية على العوالم التي تتجاوز عالمنا.
في يوم هادئ في مايو 2024، أطلقت الشمس واحدة من أكثر العواصف الشمسية كثافة التي تم رؤيتها منذ عقود. كانت هذه العاصفة الفائقة - مزيج عنيف من الإشعاع الشمسي، والجسيمات عالية الطاقة، وانبعاثات الكتلة الإكليلية - قد اجتاحت أولاً الأرض، مضيئة السماء ومزعزعة الأقمار الصناعية. لكنها لم تتوقف عند هذا الحد. تحمل المريخ، الذي يقع أبعد في النظام الشمسي ويفتقر إلى حقل مغناطيسي عالمي واقٍ مثل الأرض، وطأة هذه الموجة من الجسيمات المشحونة بينما استمرت في التوجه إلى الخارج.
كانت مركبتان مداريتان من وكالة الفضاء الأوروبية - مارس إكسبريس ومركبة إكسو مارس لتتبع الغازات (TGO) - في المكان المناسب في الوقت المناسب لمشاهدة اللقاء. سجلت أدواتهما، المصممة للتنقيب في الطبقات الرقيقة من الغلاف الجوي للمريخ، تدفقًا من الإشعاع يعادل تقريبًا 200 مرة من الجرعة اليومية العادية خلال 64 ساعة فقط، وهو دليل على قوة العاصفة. نظرًا لأن هذه المركبات الفضائية تقوم بإجراء ملاحظات جوية مفصلة مرتين في الأسبوع فقط، تم جمع مجموعة البيانات الرائعة هذه خلال نافذة ملاحظة نادرة، وهي لحظة يصفها العلماء الآن بأنها محظوظة للغاية.
بينما engulfed العاصفة الفائقة المريخ، غمرت الإلكترونات غلافه الجوي العلوي، مما زاد كثافتها بنحو 45% في طبقة واحدة وبنحو 280% في أخرى - وهي أعلى نسبة من هذه الجسيمات تم تسجيلها على الإطلاق في تلك المناطق. تم تجريد هذه الجسيمات المشحونة من الذرات المحايدة عندما اصطدم بلازما العاصفة النشيطة بالغلاف الجوي، مما يضيء كيف يودع الطقس الفضائي الطاقة في القشرة الخارجية للكوكب.
تكون مثل هذه الاستجابات الجوية الدرامية مخففة على الأرض بواسطة درع مغناطيسي لكوكبنا، الذي يوجه العديد من الجسيمات المشحونة نحو الأقطاب ويحمي الجزء الأكبر من الغلاف الجوي. يوفر المريخ، الذي يفتقر إلى مثل هذه المغناطيسية العالمية، للعلماء رؤية أوضح - على الرغم من أنها أكثر قسوة - لتأثير الشمس الخام. تعزز ردود الفعل المختلفة للكوكبين على نفس العاصفة فهم الباحثين لكلا العالمين وتأثيرات الطقس الفضائي المتنوعة.
شعرت المركبات المدارية نفسها أيضًا بتأثيرات العاصفة. عانت كلتا المركبتين من خلل مؤقت في الكمبيوتر عندما ضربت الجسيمات النشيطة الإلكترونيات الحساسة، مما يذكرنا بأن الطقس الفضائي ليس مجرد فضول أكاديمي بل هو مصدر قلق نشط لمصممي ومشغلي المهام. تم بناء المركبات بأنظمة مقاومة للإشعاع وبروتوكولات استرداد، وقد تحملت هذه الاضطرابات دون ضرر دائم.
لاستكشاف التغيرات الجوية، استخدم العلماء تقنية تسمى الانكسار الراديوي - حيث ترسل مركبة فضائية إشارة عبر الغلاف الجوي إلى الأخرى بينما يحجب الكوكب خط رؤيتها. تكشف التغيرات في الإشارة عن تفاصيل حول تركيبة الغلاف الجوي وكثافته، مما يسمح للفرق برسم خريطة لكيفية إعادة تشكيل العاصفة للطبقات العليا من المريخ في غضون دقائق من وصول الوميض الشمسي.
تقدم هذه المحاذاة النادرة بين العاصفة والملاحظة للعلماء كنزًا من البيانات لاستكشاف كيفية تشكيل النشاط الشمسي للغلاف الجوي الكوكبي عبر النظام الشمسي. من خلال مقارنة استجابة المريخ مع استجابة الأرض، يأمل الباحثون في تحسين نماذج فقدان الغلاف الجوي، والحماية المغناطيسية، وكيف تؤثر الرياح النجمية على تطور الكواكب.
بعبارات علمية بسيطة، أفاد الباحثون بأن مركبة مارس إكسبريس ومركبة إكسو مارس لتتبع الغازات التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية قد التقطت ملاحظات مفصلة عن تأثير عاصفة شمسية فائقة القوة على الغلاف الجوي العلوي للمريخ، كاشفة عن زيادات غير مسبوقة في كثافة الإلكترونات ومقدمة رؤى حول تأثيرات الطقس الفضائي على الكواكب التي تفتقر إلى حقول مغناطيسية عالمية واقية.
تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي المرئيات تم إنشاؤها باستخدام أدوات الذكاء الاصطناعي ومخصصة للتوضيح المفاهيمي، وليس للصور الفعلية.