การทำภารกิจ

David Brain นักวิจัยร่วมของ MAVEN และศาสตราจารย์ประจำห้องปฏิบัติการฟิสิกส์บรรยากาศและอวกาศแห่งมหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์กล่าวว่า "ภารกิจของ MAVEN บอกเราว่าดาวอังคารสูญเสียชั้นบรรยากาศไปเป็นจำนวนมากเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้ความสามารถในการอยู่อาศัยของดาวเคราะห์เปลี่ยนไป" "เราสามารถใช้ดาวอังคาร ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่เรารู้จักเป็นอย่างดี เป็นห้องทดลองสำหรับศึกษาดาวเคราะห์หินนอกระบบสุริยะของเรา ซึ่งเรายังไม่ทราบข้อมูลมากนัก" ในการประชุมฤดูใบไม้ร่วงของ American Geophysical Union เมื่อวันที่ 13 ธันวาคม 2017 ในเมืองนิวออร์ลีนส์ รัฐหลุยเซียน่า Brain อธิบายว่าข้อมูลเชิงลึกจากภารกิจ MAVEN สามารถนำไปใช้กับการอยู่อาศัยของดาวเคราะห์หินที่โคจรรอบดาวดวงอื่นได้อย่างไร MAVEN มีชุดเครื่องมือที่ใช้วัดความสูญเสียในชั้นบรรยากาศของดาวอังคารตั้งแต่เดือนพฤศจิกายน 2014 การศึกษาระบุว่าดาวอังคารได้สูญเสียชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่ไปสู่อวกาศเมื่อเวลาผ่านไปผ่านกระบวนการทางเคมีและกายภาพร่วมกัน เครื่องมือของยานอวกาศได้รับการคัดเลือกเพื่อกำหนดว่าแต่ละขั้นตอนมีส่วนช่วยในการหลบหนีทั้งหมดมากน้อยเพียงใด ในช่วงสามปีที่ผ่านมา ดวงอาทิตย์ได้ผ่านช่วงเวลาที่มีกิจกรรมดวงอาทิตย์ขึ้นและลง และดาวอังคารก็เคยประสบกับพายุสุริยะ เปลวสุริยะ และการปลดปล่อยมวลโคโรนา เงื่อนไขที่แตกต่างกันเหล่านี้ทำให้ MAVEN มีโอกาสสังเกตการหลบหนีในชั้นบรรยากาศของดาวอังคารที่หมุนขึ้นและหมุนลง Brain และเพื่อนร่วมงานของเขาเริ่มคิดถึงการใช้ข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้กับดาวเคราะห์สมมุติที่คล้ายดาวอังคารในวงโคจรรอบดาว M หรือดาวแคระแดงบางประเภท ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่พบมากที่สุดในกาแลคซีของเรา นักวิจัยได้ทำการคำนวณเบื้องต้นจากข้อมูลของ MAVEN เช่นเดียวกับดาวอังคาร พวกเขาสันนิษฐานว่าดาวเคราะห์ดวงนี้อาจอยู่ที่ขอบของเขตเอื้ออาศัยได้ของดาวฤกษ์ ภารกิจ แต่เนื่องจากดาวแคระแดงโดยรวมมีแสงสลัวกว่าดวงอาทิตย์ของเรา ดาวเคราะห์ในเขตเอื้ออาศัยได้จึงต้องโคจรเข้าใกล้ดาวฤกษ์มากกว่าที่ดาวพุธจะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ ความสว่างของดาวแคระแดงที่ความยาวคลื่นรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) มากบวกกับวงโคจรใกล้ หมายความว่าดาวเคราะห์สมมุติจะได้รับรังสียูวีมากกว่าดาวอังคารจริงประมาณ 5 ถึง 10 เท่า ซึ่งจะช่วยเพิ่มปริมาณพลังงานที่มีอยู่เพื่อเป็นเชื้อเพลิงให้กับกระบวนการที่รับผิดชอบในการหลบหนีจากชั้นบรรยากาศ จากสิ่งที่ MAVEN ได้เรียนรู้ Brain และเพื่อนร่วมงานประเมินว่ากระบวนการหลบหนีของแต่ละคนจะตอบสนองต่อการเปิดเครื่อง UV อย่างไร การคำนวณของพวกเขาบ่งชี้ว่าชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์อาจสูญเสียอนุภาคที่มีประจุ 3 ถึง 5 เท่า ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการหลบหนีของไอออน อนุภาคที่เป็นกลางมากกว่าประมาณ 5 ถึง 10 เท่าอาจสูญเสียไปผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการหลบหนีของโฟโตเคมีคอล ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อรังสียูวีทำให้โมเลกุลในชั้นบรรยากาศแตกออกจากกัน เนื่องจากจะมีการสร้างอนุภาคที่มีประจุมากขึ้น จึงเกิดการสปัตเตอร์มากขึ้น ซึ่งเป็นการสูญเสียชั้นบรรยากาศอีกรูปแบบหนึ่ง การสปัตเตอร์เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคพลังงานสูงถูกเร่งขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศและกระแทกโมเลกุลรอบๆ เตะบางส่วนออกไปสู่อวกาศ และส่งอนุภาคอื่นๆ พุ่งชนเพื่อนบ้าน วิธีที่ลูกคิวบอลทำในเกมพูล ในที่สุด ดาวเคราะห์สมมุติอาจประสบกับการหลบหนีความร้อนในปริมาณที่เท่ากัน หรือที่เรียกว่าการหลบหนีของยีนส์ การหนีความร้อนเกิดขึ้นเฉพาะกับโมเลกุลที่เบากว่า เช่น ไฮโดรเจน ดาวอังคารสูญเสียไฮโดรเจนโดยการหนีความร้อนที่ด้านบนสุดของชั้นบรรยากาศ บนดาวอังคารนอกโลก การหนีความร้อนจะเพิ่มขึ้นก็ต่อเมื่อการเพิ่มขึ้นของรังสียูวีนั้นผลักไฮโดรเจนขึ้นไปบนชั้นบรรยากาศมากขึ้น การประมาณโดยรวมชี้ให้เห็นว่าการโคจรที่ขอบของเขตเอื้ออาศัยได้ของดาวฤกษ์ชั้น M ที่เงียบสงบ แทนที่จะเป็นดวงอาทิตย์ของเรา อาจทำให้ระยะเวลาเอื้ออาศัยได้ของดาวเคราะห์สั้นลงประมาณ 5 ถึง 20 เท่า สำหรับดาว M ที่มี กิจกรรมเพิ่มขึ้นเช่นเดียวกับแทสเมเนียนเดวิล ช่วงเวลาที่เอื้ออาศัยได้อาจลดลงประมาณ 1,000 เท่า ในแง่ธรณีวิทยาจะลดระยะเวลาลงเหลือเพียงชั่วพริบตา พายุสุริยะเพียงอย่างเดียวสามารถปะทะดาวเคราะห์ด้วยการระเบิดของรังสีที่รุนแรงกว่ากิจกรรมปกติจากดวงอาทิตย์ของเราหลายพันเท่า อย่างไรก็ตาม Brain และเพื่อนร่วมงานของเขาได้พิจารณาถึงสถานการณ์ที่ท้าทายอย่างยิ่งสำหรับความสามารถในการอยู่อาศัยโดยการวางดาวอังคารไว้รอบดาวฤกษ์ระดับ M ดาวเคราะห์ดวงอื่นอาจมีปัจจัยผ่อนปรนบางอย่าง เช่น กระบวนการทางธรณีวิทยาที่ทำงานอยู่ซึ่งเติมชั้นบรรยากาศในระดับหนึ่ง สนามแม่เหล็กเพื่อป้องกันชั้นบรรยากาศจากการลอกของลมดาวฤกษ์ หรือขนาดที่ใหญ่ขึ้นซึ่งให้แรงโน้มถ่วงมากกว่าที่จะยึดไว้ บรรยากาศ. Bruce Jakosky กล่าวว่า "ความสามารถในการอยู่อาศัยเป็นหนึ่งในหัวข้อที่ใหญ่ที่สุดในดาราศาสตร์ และการประมาณการเหล่านี้แสดงให้เห็นวิธีหนึ่งในการใช้ประโยชน์จากสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับดาวอังคารและดวงอาทิตย์เพื่อช่วยกำหนดปัจจัยที่ควบคุมว่าดาวเคราะห์ในระบบอื่นอาจเหมาะสมสำหรับชีวิตหรือไม่" Bruce Jakosky กล่าว ผู้ตรวจสอบหลักของ MAVEN ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์