بقلم ويل دنهام
واشنطن (رويترز) – حصلت المركبة الفضائية بيرسيفيرانس التابعة لناسا على دليل على أن الغلاف الجوي للمريخ نشط كهربائيا، حيث رصدت شحنات كهربائية – ما أطلق عليه أحد العلماء “البرق المصغر” – ترتبط غالبا بالزوابع التي تسمى شياطين الغبار والتي تتجول بانتظام فوق سطح الكوكب.
وقال الباحثون إن المركبة ذات الست عجلات، التي تستكشف المريخ منذ عام 2021 في منطقة تسمى Jezero Crater في نصف الكرة الشمالي، التقطت هذه التفريغات الكهربائية في التسجيلات الصوتية والكهرومغناطيسية التي تم إجراؤها بواسطة أداة الاستشعار عن بعد SuperCam الخاصة بها.
وهذا هو أول توثيق للنشاط الكهربائي في الغلاف الجوي الرقيق للمريخ.
وقال عالم الكواكب بابتيست تشيد من معهد أبحاث الفيزياء الفلكية وعلم الكواكب في فرنسا، المؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت يوم الأربعاء في مجلة نيتشر: “تمثل هذه التصريفات اكتشافًا كبيرًا، له آثار مباشرة على كيمياء الغلاف الجوي للمريخ والمناخ والصلاحية للسكن ومستقبل الاستكشاف الآلي والبشري”.
يقول تشيد: “من المرجح أن تؤثر الشحنات الكهربائية المطلوبة لهذه التفريغات على انتقال الغبار على المريخ، وهي عملية أساسية لمناخ الكوكب والتي لا تزال غير مفهومة بشكل جيد. والأكثر من ذلك، يمكن أن تشكل هذه التفريغات الكهروستاتيكية خطراً على المعدات الإلكترونية للمهام الروبوتية الحالية – وحتى خطراً على رواد الفضاء الذين سيستكشفون الكوكب الأحمر يوماً ما”.
وقام الباحثون بتحليل 28 ساعة من تسجيلات الميكروفون التي قامت بها المركبة على مدى عامين مريخيين، واكتشفوا 55 تفريغًا كهربائيًا، يرتبط عادةً بشياطين الغبار وجبهات العواصف الترابية.
وقال عالم الكواكب والمؤلف المشارك في الدراسة رالف لورينز من مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز في ماريلاند: “لم نكتشف البرق بالتعريف الشائع. لقد كان شرارة صغيرة، ربما يبلغ طولها بضعة ملليمترات، ولم يكن برقًا حقيقيًا. لقد بدا وكأنه شرارة أو صدع سوط”.
تم تسجيل ستة عشر تفريغًا كهربائيًا خلال مواجهتين وثيقتين لـ Perseverance مع شياطين الغبار.
وقد وثقت دراسة أخرى نُشرت في أكتوبر كيف أن شياطين الغبار هي سمة شائعة على المريخ الجاف والمغبر، حيث اكتشفت مركبتان فضائيتان تدوران سرعة الرياح تصل إلى حوالي 98 ميلاً في الساعة (158 كم / ساعة) في هذه الزوابع التي ترفع الغبار إلى الغلاف الجوي.
تؤدي الديناميكيات الداخلية لشياطين الغبار إلى حدوث تفريغ كهربائي.
قال تشيدي: “سأسميه البرق المصغر”. “تحدث هذه الظاهرة بسبب احتكاك حبيبات الغبار الصغيرة ببعضها البعض في الهواء، مما يؤدي إلى بناء الإلكترونات ثم إطلاق شحناتها على شكل أقواس كهربائية يبلغ طولها بضعة سنتيمترات فقط، مصحوبة بموجات صدمية مسموعة.”
وتسمى هذه الظاهرة كهرباء الاحتكاك.
قال عالم الكواكب والمؤلف المشارك للدراسة فرانك مونتميسين من وكالة الأبحاث الفرنسية CNRS ومختبر الأبحاث LATMOS: “فكر في يوم مشمس وجاف عندما تمشي على سجادة أو سطح مطاطي وتقرب يدك من مقبض الباب. الشرارة الصغيرة التي قد تولدها، وبالتالي تختبرها، هي نفس نوع التفريغ الكهروستاتيكي الذي اكتشفناه باستخدام SuperCam on Perseverance”.
كان هناك شك منذ فترة طويلة في وجود نشاط كهربائي في الغلاف الجوي للمريخ.
وقال لورينز: “ما لاحظناه هو نتيجة لوجود أجهزة مراقبة حساسة للغاية لفترة طويلة، حتى نتمكن من اكتشاف تفريغات صغيرة جدًا، حول طاقة اشتعال السيارة”.
ينضم المريخ إلى الأرض وزحل والمشتري ككواكب معروفة بأن لها نشاطًا كهربائيًا في الغلاف الجوي. وعلى الرغم من عدم توثيقها بعد، إلا أن عوالم أخرى في نظامنا الشمسي قد تحتوي أيضًا على هذه الميزة، بما في ذلك كوكبي الزهرة وأورانوس وقمر زحل تيتان، وفقًا للباحثين.
قال تشيد: “كان الغلاف الجوي للمريخ ملائمًا جدًا للكهربة: مليئًا بالغبار والجفاف والمضطرب”. “في الصحاري الأرضية على الأرض، تم توثيق كهربة الغبار والرمال جيدًا، لكنها نادرًا ما تؤدي إلى تفريغ كهربائي فعلي. ومع ذلك، على المريخ، فإن الغلاف الجوي الرقيق لثاني أكسيد الكربون يجعل هذه الظاهرة أكثر احتمالًا بكثير، حيث أن كمية الشحنة المطلوبة لتوليد الشرر أقل بكثير مما هي عليه على الأرض.”
سجلت SuperCam أول أصوات المريخ في عام 2021، بعد وقت قصير من هبوط المركبة Perseverance.
“منذ ذلك الحين، تم استخدامه يوميًا للاستماع إلى الغلاف الجوي، وتجميع قائمة تشغيل لأكثر من 30 ساعة من الأصوات من “الكوكب الأحمر”: عواء الريح، وأزيز شفرات المروحية (المنتشرة من قبل المركبة الجوالة)، والآن، مسار جديد: التفريغ الكهروستاتيكي،” قال تشيد.
(تقرير بواسطة ويل دنهام، تحرير دانيال واليس)