Bilim insanları Mars uzayında güneş enerjili yüksek enerjili protonların ilk tam enerji spektrumunu oluşturdular

Bilim insanları, Mars uzayında meydana gelen bir güneş patlaması olayı sırasında gözlemlenen ilk tam proton enerji spektrumunu oluşturdular ve Mars çevresindeki radyasyon ortamına ilişkin anlayışımızı derinleştirdiler.

Bu çalışma Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Çin Bilimler Akademisi (CAS) Modern Fizik Enstitüsü (IMP), Lanzhou Fizik Enstitüsü ve Almanya’daki Kiel Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından ortaklaşa yürütüldü. öyleydi yayınlandı içinde Jeofizik Araştırma Mektupları kapak makalesi olarak

Güneş patlamalarının neden olduğu güneş enerjili parçacık (SEP) olayları, en yıkıcı uzay havası olayları arasındadır. Bu olaylar sırasında uzaydaki yüksek enerjili yüklü parçacık akışı aniden artarak uzay araçlarının ve astronotların güvenliği için önemli tehditler oluşturabilir.

Dünya’nın aksine, Mars’ın koruyucu bir manyetik alanı yoktur ve çok ince bir atmosfere sahiptir, bu da yüzeyini özellikle yüksek enerjili parçacıklara ve ikincil parçacıklara karşı savunmasız hale getirir. Bu nedenle, SEP olaylarının Mars üzerindeki etkisinin incelenmesi, gelecekteki Mars keşif görevlerinde radyasyondan korunma açısından çok önemlidir.

Kasım 2021’de Çin’in Tianwen-1 yörünge aracı, Mars çevresindeki bilim misyonu yörüngesine girdi. Mars Enerji Parçacık Analizörü (MEPA), parçacık akışını ölçmeye başladı. 2-100 MeV’lik geniş bir enerji ölçüm aralığına sahip MEPA, Mars uzayındaki yüksek enerjili protonları izleme yeteneğini önemli ölçüde geliştirerek bu çalışma için kritik veriler sağlar.

15 Şubat 2022’de MEPA, olağanüstü yüksek yoğunluk ve enerjiye sahip bir SEP etkinliği kaydetti. Olay, Avrupa Uzay Ajansı’nın İz Gaz Orbiter’i (TGO), NASA’nın Mars Atmosferi ve Uçucu Evrim Orbiter’i (MAVEN) ve Mars yüzeyindeki Curiosity gezici tarafından eş zamanlı olarak tespit edildi. Bu, Mars’ta pek çok farklı radyasyon ve parçacık detektörü tarafından gözlemlenen ilk SEP olayıdır.

Bu ortak çalışmada araştırmacılar, proton enerji spektrumunu oluşturmak için birden fazla dedektörden gelen verileri kullandılar. Düşük ve orta enerjili proton spektrumları Tianwen-1 ve MAVEN tarafından sağlanırken, yüksek enerjili proton akışı, Mars’taki Curiosity gezicisinden yapılan gözlemler ile Mars atmosferindeki parçacık taşınımı simülasyonlarının birleştirilmesiyle elde edildi.

Araştırmacılar, gözlemlenen ve türetilen akışları farklı enerjilere uydurarak, SEP olayının 1’den 1000 MeV’ye kadar uzanan tam proton enerji spektrumunu başarıyla oluşturdular.

Araştırmacılar daha sonra bu spektrumu, Mars yörüngesindeki ve Mars yüzeyindeki olayın neden olduğu radyasyon dozunu hesaplamak için kullandılar; bu, gerçek doz ölçümleriyle tutarlıdır. Bu sonuç, Tianwen-1 MEPA verilerinin güvenilirliğini ve Mars radyasyon taşıma modelinin doğruluğunu doğrulamaktadır.

Bu çalışma, benzer uzay hava olayları üzerine gelecekteki araştırmalar için bir referans sağlıyor ve ayrıca Mars’ta sürekli ve koordineli radyasyon izlemenin gerekliliğini vurguluyor.