Mars har en osynlig magnetisk "svans" som vrids av interaktion med solvinden, enligt ny forskning med hjälp av data från NASA:s rymdfarkost MAVEN.

NASA:s Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission (MAVEN) rymdfarkost är i omloppsbana runt Mars och samlar in data om hur den röda planeten förlorade mycket av sin atmosfär och vatten, förvandlas från en värld som kunde ha försörjt livet för miljarder år sedan till en kall och ogästvänlig plats idag. Processen som skapar den vridna svansen kan också tillåta en del av Mars redan tunna atmosfär att fly till rymden, enligt forskargruppen.

"Vi fann att Mars magnetiska svans, eller magnetsvans, är unik i solsystemet, " sa Gina DiBraccio från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Det är inte som magnetsvansen som finns på Venus, en planet utan eget magnetfält, inte heller är det som jordens, som omges av ett eget internt genererat magnetfält. Istället, det är en hybrid mellan de två." DiBraccio är projektforskare för MAVEN och presenterar denna forskning vid en pressträff på torsdag, 19 oktober kl. 12.15 MDT under det 49:e årsmötet för American Astronomical Society's Division for Planetary Sciences i Provo, Utah.

Teamet fann att en process som kallas "magnetisk återanslutning" måste ha en stor roll i att skapa Mars magnetotail eftersom, om återanslutningen skulle ske, det skulle sätta vridningen i svansen.

"Vår modell förutspådde att magnetisk återanslutning kommer att få Mars-magnetsvansen att vrida sig 45 grader från vad som förväntas baserat på riktningen på magnetfältet som bärs av solvinden, ", sa DiBraccio. "När vi jämförde dessa förutsägelser med MAVEN-data om riktningarna för Mars- och solvindens magnetfält, de var väldigt överens."

Mars förlorade sitt globala magnetfält för miljarder år sedan och har nu bara rester av "fossila" magnetfält inbäddade i vissa delar av dess yta. Enligt det nya arbetet, Mars magnetsvans bildas när magnetfält som bärs av solvinden förenas med magnetfälten inbäddade i Mars yta i en process som kallas magnetisk återkoppling. Solvinden är en ström av elektriskt ledande gas som kontinuerligt blåser från solens yta ut i rymden med cirka en miljon miles (1,6 miljoner kilometer) per timme. Den bär med sig magnetfält från solen. Om solvindfältet råkar vara orienterat i motsatt riktning mot ett fält på Mars yta, de två fälten förenas i magnetisk återkoppling.

Den magnetiska återkopplingsprocessen kan också driva en del av Mars atmosfär ut i rymden. Mars övre atmosfär har elektriskt laddade partiklar (joner). Joner reagerar på elektriska och magnetiska krafter och flyter längs magnetfältslinjer. Eftersom Mars-magnetsvansen bildas genom att länka ytmagnetiska fält till solvindfält, joner i Mars övre atmosfär har en väg till rymden om de strömmar nedför magnetsvansen. Som ett sträckt gummiband som plötsligt knäpper till en ny form, magnetisk återkoppling frigör också energi, som aktivt kunde driva joner i Mars atmosfär nedför magnetsvansen ut i rymden.

Eftersom Mars har ett lapptäcke av ytmagnetiska fält, Forskare hade misstänkt att Mars-magnetsvansen skulle vara en komplex hybrid mellan en planet utan magnetfält alls och den som finns bakom en planet med ett globalt magnetfält. Omfattande MAVEN-data om Mars magnetfält gjorde att teamet kunde vara först med att bekräfta detta. MAVENs omloppsbana ändrar kontinuerligt sin orientering i förhållande till solen, gör det möjligt att göra mätningar som täcker alla områden som omger Mars och bygger upp en karta över magnetsvansen och dess interaktion med solvinden.

Magnetiska fält är osynliga men deras riktning och styrka kan mätas med magnetometerinstrumentet på MAVEN, som teamet använde för att göra observationerna. De planerar att undersöka data från andra instrument på MAVEN för att se om flyktande partiklar kartläggs till samma regioner där de ser återanslutna magnetfält för att bekräfta att återkoppling bidrar till Mars atmosfärisk förlust och avgöra hur betydande det är. De kommer också att samla in mer magnetometerdata under de närmaste åren för att se hur de olika magnetiska ytfälten påverkar svansen när Mars roterar. Denna rotation, i kombination med ett ständigt föränderligt solvindsmagnetfält, skapar en extremt dynamisk Mars-magnetsvans. "Mars är riktigt komplicerat men väldigt intressant samtidigt, sa DiBraccio.