รายงานล่าสุดระบุว่า นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบปรากฏการณ์ทางบรรยากาศที่คาดไม่ถึงบน ดาวอังคาร (Mars) ผ่านการวิเคราะห์ข้อมูลจากยานอวกาศ MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) ของ NASA โดยปรากฏการณ์นี้คือ ปรากฏการณ์ซวาน-วูล์ฟ (Zwan-Wolf effect) ซึ่งเป็นสภาวะที่อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าถูกบีบอัดตามแนวโครงสร้างแม่เหล็กที่เรียกว่า ท่อฟลักซ์ (Flux tubes) คล้ายกับการบีบยาสีฟันออกจากหลอด การค้นพบนี้ถูกตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications และถือเป็นครั้งแรกที่ตรวจพบปรากฏการณ์นี้ในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์โดยตรง
MAVEN คือยานอวกาศของ NASA ที่โคจรอยู่รอบดาวอังคารเพื่อศึกษาชั้นบรรยากาศส่วนบนและ ชั้นไอโอโนสเฟียร์ (Ionosphere) หรือชั้นบรรยากาศที่มีอนุภาคประจุไฟฟ้าอยู่หนาแน่น เพื่อค้นหาคำตอบว่าบรรยากาศและน้ำบนดาวอังคารหายไปสู่อวกาศได้อย่างไร
การค้นพบที่เกิดขึ้นท่ามกลางพายุสุริยะ
ปรากฏการณ์ซวาน-วูล์ฟ ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1976 โดยก่อนหน้านี้มีการตรวจพบและศึกษาเฉพาะใน แมกนีโตสเฟียร์ (Magnetosphere) ซึ่งเป็นบริเวณรอบดาวเคราะห์ที่มีสนามแม่เหล็กควบคุมอนุภาคประจุไฟฟ้า (เช่น สนามแม่เหล็กโลก) แต่สำหรับการค้นพบบนดาวอังคารนั้นเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศที่ระดับความสูงต่ำกว่า 200 กิโลเมตร ซึ่งถือว่าลึกเข้าไปในบรรยากาศมากกว่าที่เคยพบในอดีต
Christopher Fowler ผู้ช่วยศาสตราจารย์วิจัยจากมหาวิทยาลัยเวสต์เวอร์จิเนีย และหัวหน้าทีมวิจัยระบุว่า ในตอนแรกเขาตรวจพบความผิดปกติบางอย่างในข้อมูลสนามแม่เหล็กขณะที่ยานบินผ่านชั้นบรรยากาศ และเมื่อวิเคราะห์ข้อมูลจากเครื่องมือวัดอนุภาคประจุไฟฟ้า ทีมงานจึงสามารถระบุได้ว่าสิ่งที่เห็นคือผลกระทบจากปรากฏการณ์ซวาน-วูล์ฟ
“ไม่มีใครคาดคิดว่าปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นได้ในชั้นบรรยากาศ มันเป็นการเปิดมุมมองใหม่ทางฟิสิกส์ที่เรายังไม่เคยสำรวจมาก่อน” Fowler กล่าว
กลไกการบีบอัดชั้นบรรยากาศ
เนื่องจากดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็กครอบคลุมทั่วทั้งดวงเหมือนโลก บรรยากาศของมันจึงต้องปะทะกับ ลมสุริยะ (Solar Wind) ซึ่งเป็นกระแสของอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์โดยตรง เมื่อพายุสุริยะขนาดใหญ่พุ่งชนดาวอังคารในเดือนธันวาคม 2023 แรงปะทะนี้ได้ขยายผลของปรากฏการณ์ซวาน-วูล์ฟให้รุนแรงขึ้นจนเครื่องมือของ MAVEN สามารถตรวจวัดได้ โดยอนุภาคที่มีประจุจะถูกบีบและกระจายตัวออกไปรอบๆ บรรยากาศของดาวอังคาร
กุญแจสำคัญสู่การเข้าใจสภาพอวกาศ
การค้นพบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจว่าสภาพอวกาศส่งผลกระทบต่อดาวเคราะห์อย่างไร และอาจเป็นกุญแจสำคัญในการศึกษาวัตถุอื่นๆ ในระบบสุริยะที่ไม่มีสนามแม่เหล็กในตัว เช่น ดาวศุกร์ (Venus) หรือดวงจันทร์ ไททัน (Titan) ของดาวเสาร์ นอกจากนี้ ข้อมูลดังกล่าวยังช่วยให้ NASA สามารถประเมินความเสี่ยงจากพายุสุริยะที่จะมีต่ออุปกรณ์สำรวจบนพื้นผิวและวงโคจรของดาวอังคารในอนาคต
Shannon Curry นักวิทยาศาสตร์หลักของโครงการ MAVEN จากห้องปฏิบัติการฟิสิกส์บรรยากาศและอวกาศ (LASP) มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ กล่าวว่า การเข้าใจปฏิกิริยาระหว่างสภาพอวกาศกับดาวอังคารเป็นเรื่องจำเป็น และทีมงานจะยังคงเดินหน้าค้นหาความเชื่อมโยงระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์สีแดงดวงนี้ต่อไป
ยาน MAVEN เริ่มออกเดินทางจากโลกในเดือนพฤศจิกายน 2013 และเข้าสู่วงโคจรของดาวอังคารในเดือนกันยายน 2014 โดยมุ่งเน้นการศึกษาวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศและสภาพภูมิอากาศ เพื่อทำความเข้าใจว่าดาวอังคารในอดีตเคยมีสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตหรือไม่
