Mars magnetfält fladdrar – ny forskning löser mysteriet

Mars magnetfält beter sig märkligt – och forskare har äntligen en förklaring

Solvinden, ett flöde av laddade partiklar från solen, påverkar alla planeter i solsystemet. När dessa partiklar möter magnetfält och atmosfärer skapas långa magnetiska svansar – så kallade magnetotailar – som sträcker sig ut i rymden bakom planeterna. Dessa svansar består av tunna lager av plasma som ibland fladdrar upp och ner som ett tyg i vinden.

Magnetisk omkoppling kan vara nyckeln till fenomenet

På jorden har forskare tidigare observerat att magnetiska omkopplingar – en process där magnetfältlinjer bryts och återansluts, vilket frigör energi – kan orsaka fladdrande rörelser i magnetotailen. Men om samma mekanism gäller för Mars har länge varit oklart.

En ny studie, publicerad i AGU Advances, visar nu att magnetisk omkoppling även kan utlösa fladdrande rörelser i Mars magnetfält. Till skillnad från jorden har Mars sedan länge förlorat sitt globala magnetfält, men det har ändå en magnetisk svans. Denna skapas genom interaktioner mellan solvinden och laddade partiklar i planetens övre atmosfär, samt genom rester av det gamla magnetfältet som finns kvar i vissa delar av planetens skorpa.

Två rymdfarkoster avslöjar hemligheten

Fram tills nyligen kunde Mars magnetfält endast studeras med hjälp av NASA:s rymdfarkost MAVEN. Denna har visat att magnetotailen på Mars är mycket dynamisk, med en struktur som vrider sig, skiftar och fladdrar – och från vilken laddade partiklar kan fly ut i rymden. Men eftersom MAVEN endast kan observera en del av magnetotailen åt gången, har det varit svårt att fastställa vad som orsakar fladdrandet.

Nu har dock Kinas rymdfarkost Tianwen-1 gett forskarna en andra uppsättning ögon. Genom att analysera samtidiga observationer från båda farkosterna upptäckte forskarna att tecken på magnetisk omkoppling, som MAVEN registrerade i den främre delen av magnetotailen, ofta sammanföll med fladdrande rörelser som Tianwen-1 observerade längre bak.

Vridna plasmaformationer kan vara drivkraften

Innan eller under fladdrande rörelser upptäckte forskarna även tillfälliga, vridna plasmaformationer som kallas flux ropes. Liknande strukturer har tidigare observerats på jorden, och de tyder på att flux ropes som skapas genom magnetisk omkoppling i den främre delen av magnetotailen kan sprida sig bakåt och orsaka instabiliteter i plasma-lagren. Dessa instabiliteter kan i sin tur utlösa fladdrande rörelser.

Även om mer forskning krävs för att bekräfta dessa fynd, kastar de nytt ljus över hur energi rör sig och frigörs i rymden runt Mars – och möjligen även kring andra planeter och himlakroppar.

«Denna upptäckt ger oss ny förståelse för hur energi omvandlas och frigörs i rymden runt Mars. Det kan också hjälpa oss att förstå liknande processer på andra planeter.»

Vad betyder detta för framtida forskning?

Studien öppnar upp för nya frågor om hur magnetfält och plasma beter sig på planeter utan ett aktivt globalt magnetfält. Mars, som förlorade sitt magnetfält för miljarder år sedan, kan nu ge värdefulla insikter om hur sådana processer fungerar i andra delar av universum.

Framöver hoppas forskarna kunna genomföra fler observationer och experiment för att bekräfta sambandet mellan magnetisk omkoppling och fladdrande rörelser i magnetotailen. Detta skulle inte bara fördjupa vår förståelse för Mars, utan även för andra himlakroppar som saknar ett starkt magnetfält.