دبي: يمامة بدوان
تمكن مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ، من توفير خرائط جغرافية لظاهرة الشفق بمختلف أنواعه وفي عدة مواسم ومواقع على الكوكب الأحمر، من خلال الأجهزة العلمية على متن مسبار الأمل، ما جعل دولة الإمارات تسجل اكتشافات غير مسبوقة في المريخ، مما يعزز فهم العلماء للبيئة المغناطيسية للكوكب الأحمر، وتفاعلها مع الغلاف الشمسي.
وعلى مدار عام مريخي «عامين أرضيين»، نجح مسبار الأمل في رصد 5 أنواع مختلفة من الشفق، سواء في الجانب المضيء أو المظلم للكوكب الأحمر، ما يفتح آفاقاً جديدة للعلماء، من أجل دراسة بيئة البلازما ذات الديناميكية العالية في المريخ.
ويعد الشفق المنفصل المتعرّج، أول ظاهرة للشفق يوثّقها مسبار الأمل، حيث كشف في أواخر يونيو من عام 2021، عن نوع جديد مذهل من الشفق، الذي يتكون بخطوط طويلة، تمتد لمسافة عدة آلاف من الكيلومترات من الجانب المضيء للمريخ، إلى الجانب المظلم منه، وبأشكال مطولة ومواقع مختلفة، مثل الشفق المتقطع والموازي، عبر ملاحظات المقياس الطيفي للأشعة فوق البنفسجية، أظهرت إلكترونات نشطة تصطدم بالذرات والجزيئات في الغلاف الجوي العلوي للمريخ، حيث تُعد الرياح الشمسية مصدراً لهذه الإلكترونات التي يتم تنشيطها بواسطة الحقول الكهربائية في الغلاف المغناطيسي للكوكب الأحمر.
القرص المضيء
وفي أواخر أغسطس/ آب من العام 2022، أعلن مشروع الإمارات لاستكشاف المريخ عن تسجيل ملاحظات هي الأولى من نوعها عن نوع جديد من الشفق البروتوني المتقطع في الجانب المضيء «النهاري» بالمريخ، ما يعزز فهم العلماء لديناميكية الغلافين الجوي والمغناطيسي للكوكب الأحمر، حيث تم الكشف عنه، من خلال لقطاتٍ لقرص كوكب المريخ المضيء، بواسطة المقياس الطيفي بالأشعة فوق البنفسجية، الذي رصد لأول مرة وبشكل واضح التغيّرات المكانية للشفق البروتوني في المريخ.
ويتشكل الشفق البروتوني المتقطع، نتيجة تفاعل الرياح الشمسية مباشرة مع الغلاف الجوي العلوي للجانب المضيء من المريخ، ما يؤدي إلى تباطؤ سرعتها وإصدار الأشعة فوق البنفسجية.
ويحدث الشفق عندما يزداد سطوع مناطق صغيرة من الكوكب عند هذه الأطوال الموجية، مما يدل على تركز الطاقة في مناطق محددة من الغلاف الجوي.
تغيرات مكانية
وأظهرت دراسات سابقة حول الشفق البروتوني، قامت بها مهمة مسبار مافن التابعة لوكالة ناسا، انبعاثات ضوئية مشابهة عند طولين موجيين للأشعة فوق البنفسجية مرتبطين بذرة الهيدروجين، إلا أن الصور التي وثّقها مسبار الأمل، تعتبر أول ملاحظات علمية في العالم ترصد التغيّرات المكانية للشفق البروتوني في المريخ، ما جعل العلماء بفضلها، رصد هيكل الشفق البروتيني غير المنتظم بشكل واضح للمرة الأولى، والتأكيد بأن الرياح الشمسية أثرت مباشرة في الغلاف الجوي العلوي أينما تواجدت ظاهرة الشفق، ما يجعل هذه الظاهرة تمثل خريطة لأماكن وصول كميات كبيرة من الرياح الشمسية إلى المريخ.
المحلي والقطبي
وفي سبتمبر/ أيلول 2022، وثّق مسبار الأمل ظاهرة الشفق المحلي على المريخ، الناتج عن إلكترونات نشطة من الرياح الشمسية حين تحطم الغلاف الجوي العلوي للمريخ، حيث ظهر الشفق شديد السطوع في المواقع ذات الحقول المغناطيسية الأقوى، مع تغير أنماطه بشكل واضح خلال من 15 إلى 20 دقيقة.
كما التقط مسبار الأمل صورة للشفق القطبي في الجانب المظلم «الليلي» من المريخ بواسطة مقياس طيفي بالأشعة فوق البنفسجية، في نهاية إبريل/ نيسان 2023، ظهر فيها انبعاثات شديدة السطوع من ذرات الأكسجين بطول موجة يبلغ 130.4 نانومتر بعد الغسق مباشرة، حيث تظهر المعالم المقوسة عبر الكوكب وهي ترسم نمطاً معقداً من المجالات المغناطيسية الناشئة عن المعادن الموجودة في قشرة كوكب المريخ.
الجانب المظلم
كما نجح مسبار الأمل في رصد شفق الأكسجين بالجانب المظلم للمريخ، ما يسهم في توفير خرائط جغرافية، توضح النسبة المئوية لحدوث الشفق، بالاستناد إلى ملاحظات تم جمعها على مدار عامين عن تأثيرات القشرة الكوكبية، إضافة إلى الطوبولوجيا المغناطيسية والتوقيت المحلي والمواسم على الشفق، ما يعزز فهمنا للبيئة المغناطيسية للمريخ وتفاعلها مع الغلاف الشمسي.
وبحسب الخرائط الجغرافية، فإنه يتم رصد الشفق بانتظام في المناطق ذات الحقول المغناطيسية القشرية الضعيفة، حيث تكون الطوبولوجيا المغناطيسية مفتوحة، وترتبط خطوط المجال المغناطيسي بالغلاف الجوي التصادمي من جهة واحدة.
وتستقطب أشفاق الكوكب الأحمر اهتمام المجتمع العلمي الدولي، لما يترتب على دراستها المتعمقة من آفاق واسعة أمام الأبحاث العلمية، التي ستسهم في توسيع فهم العلماء للغلاف الجوي للمريخ وتفاعله مع الكوكب ومع انبعاثات الطاقة الشمسية، كما يقوم مسبار الأمل بدراسة الغلاف الجوي للمريخ، والعلاقة بين الطبقتين العليا والسفلى فيه.
