Vsak planet v našem Osončju deluje s tokom energijskih delcev, ki prihajajo iz našega Sonca. Te delce pogosto imenujejo "sončni veter", sestavljeni pa so predvsem iz elektronov, protonov in alfa delcev, ki se nenehno usmerjajo v medzvezdni prostor. Kadar ta tok pride v stik z magnetosfero ali atmosfero planeta, tvori območje okrog njih, znano kot "ločni šok".
Te regije se tvorijo pred planetom, upočasnjuje in preusmerja sončni veter, ko se giblje mimo - podobno kot, kako se voda preusmeri okoli čolna. V primeru Marsa je ionosfera planeta tista, ki zagotavlja prevodno okolje, potrebno za oblikovanje ločnega šoka. Po novi raziskavi skupine evropskih znanstvenikov se Marsov udarci premca premikajo kot posledica sprememb v atmosferi planeta.
Študija z naslovom "Letne spremembe na lokaciji Marsovskega šoka z lokom, ki jo je opazovala misija Mars Express" se je pojavila v Časopis Geofizična pisma: vesoljska fizika. Uporaba podatkov iz Mars Express Orbita, znanstvena skupina je poskušala raziskati, kako in zakaj se lokacija marškega šoka spreminja v nekaj marsovskih letih in kateri dejavniki so v glavnem odgovorni.
Že več desetletij se astronomi zavedajo, da loki pretresi tvorijo tok nad planetom, kjer medsebojni vpliv sončnega vetra in planeta povzroči upočasnitev energetskih delcev in jih postopoma preusmeri. Kjer se sončni veter sreča z magnetosfero ali atmosfero planeta, se oblikuje ostra mejna črta, ki se razprostira okoli planeta v širjenjem loku.
Od tod izvira izraz ločni šok zaradi svoje značilne oblike. V primeru Marsa, ki nima globalnega magnetnega polja in dokaj tanke atmosfere za zagon (manj kot 1% zemeljskega atmosferskega tlaka na morju), gre za električno nabito območje zgornje atmosfere (ionosfera) ki je odgovoren za ustvarjanje ločnega šoka okoli planeta.
Hkrati Mars razmeroma majhne velikosti, mase in težnosti omogoča nastanek podaljšane atmosfere (t.j. eksosfere). V tem delu Marsove atmosfere plinasti atomi in molekule pobegnejo v vesolje in neposredno vplivajo na sončni veter. Skozi leta so to razširjeno atmosfero in Mars-ov lok pretres opazili v številnih misijah v orbiti, ki so zaznale spremembe na meji slednjega.
Verjamejo, da to povzroča več dejavnikov, od katerih ni najmanj oddaljenost. Ker ima Mars razmeroma ekscentrično orbito (0,0934 v primerjavi z Zemljino 0,0167), se njegova oddaljenost od Sonca precej razlikuje - od 206,7 milijona km (128,437 milijona milj; 1,3814 AU) v periheliju do 249,2 milijona km (154,8457 milijonov milj; 1,6666 AU) pri afeliji.
Ko se planet bliža, se dinamični pritisk sončnega vetra proti njegovi atmosferi poveča. Vendar pa ta sprememba razdalje sovpada tudi s povečanjem količine prihajajočega skrajnega ultravijoličnega (EUV) sončnega sevanja. Posledično se poveča hitrost, v kateri se v zgornji atmosferi proizvajajo ioni in elektroni (aka. Plazma), kar povzroči povišan termični tlak, ki nasprotuje prihajajočemu sončnemu vetru.
Novo ustvarjene ione v podaljšani atmosferi poberejo in pospešijo tudi elektromagnetna polja, ki jih nosi sončni veter. To ima za posledico, da ga upočasni in povzroči, da se Marsova krpa zasuka. Vse to je znano, da se dogaja v enem samem marsovskem letu - kar ustreza 686.971 zemeljskih dni ali 668.5991 marsovskih dni (sols).
Vendar, kako se obnaša v daljšem časovnem obdobju, je vprašanje, ki prej ni bilo odgovorjeno. Tako se je skupina evropskih znanstvenikov posvetovala s podatki, ki jih je pridobil Mars Express misijo v petletnem obdobju. Te podatke je vzel analizator vesoljske plazme in elektronskih spektrometrov ASPERA-3 (ASPERA-3) (ELS), s katerim je skupina pregledala skupno 11.861 ločnih udarnih prehodov.
Ugotovili so, da je v povprečju lok pretres bližje Marsu, ko je blizu afelija (8102 km), in dlje v bližini periheliona (8984 km). To se je v marsovskem letu izkazalo za okoli 11%, kar je precej skladno z njegovo ekscentričnostjo. Vendar je ekipa želela ugotoviti, kateri (če sploh) prej preučeni mehanizmi so bili glavni odgovorni za to spremembo.
V ta namen je skupina upoštevala razlike v gostoti sončnega vetra, jakosti medplanetarnega magnetnega polja in sončno obsevanje kot glavne vzroke - vsi pa upadajo, ko se planet oddaljuje od Sonca. Vendar so ugotovili, da je loka ločnega šoka bolj občutljiva na spremembe sončnega sunka, kot na spremembe sončnega vetra.
Razlike v razdalji zaradi udarcev z lokom so bile prav tako povezane s količino prahu v marsovskem ozračju. To narašča, ko se Mars približuje periheliju, zaradi česar atmosfera absorbira več sončnega sevanja in segreva. Tako kot to, kako povišane ravni EUV vodijo v povečano količino plazme v ionosferi in eksosferi, se zdi, da povečane količine prahu delujejo kot zaščitni učinek proti sončnemu vetru.
Kot je v sporočilu ESA povedal Benjamin Hall, raziskovalec z univerze Lancaster v Veliki Britaniji in vodilni avtor prispevka:
"Že pred tem se je pokazalo, da prašne nevihte vplivajo na zgornjo atmosfero in ionosfero Marsa, zato je med prašnimi nevihtami in lokacijo udarcev v prahu morda prišlo do posredne zveze ... Vendar pa ne bi več sklepali o tem, kako bi lahko prašne nevihte neposredno vplivali na lokacijo Marsovskega premca in takšno preiskavo prepustite prihodnji študiji. "
Na koncu Hall in njegova ekipa niso mogli izpostaviti nobenega dejavnika, ko so obravnavali, zakaj se Marsov udarni lok spreminja v daljših časovnih obdobjih. "Zdi se verjetno, da noben mehanizem ne more razložiti naših opažanj, temveč gre za skupni učinek vseh," je dejal. "V tem trenutku nobenega od njih ni mogoče izključiti."
Hall in njegovi sodelavci si upajo, da bodo prihodnje misije pomagale osvetliti mehanizme, ki so se skrivali na Marsu. Kot je navedel Hall, bo to verjetno vključevalo skupne preiskave ESA Mars Express in sled Plin Orbiter in NASA MAVEN poslanstvo. Zdi se, da zgodnji podatki MAVEN potrjujejo trende, ki smo jih odkrili. "
Čeprav to ni prva analiza, ki je želela razumeti, kako Marsova atmosfera deluje s sončnim vetrom, je ta posebna analiza temeljila na podatkih, pridobljenih v veliko daljšem časovnem obdobju kot katera koli predhodna študija. Na koncu številne misije, ki jih trenutno preučuje Mars, razkrivajo veliko o atmosferski dinamiki tega planeta. Planet, ki ima za razliko od Zemlje zelo šibko magnetno polje.
Kar se naučimo v tem procesu, bomo dosegli dolgo pot do zagotavljanja, da bodo prihodnje raziskovalne misije na Mars in druge planete s šibkimi magnetnimi polji (kot sta Venera in Živo srebro) varne in učinkovite. Lahko nam celo pomaga pri ustvarjanju stalnih podlag na teh svetovih nekega dne!
