ดาวอังคาร

ไม่ว่าจะเป็นเพราะนิยายวิทยาศาสตร์หรือความจริงที่ว่าคุณสามารถมองเห็นได้ด้วยตาของคุณเองจากโลก ดาวอังคารได้ดึงดูดจินตนาการของผู้คนมานานหลายศตวรรษ เป็นหนึ่งในดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้เรามากที่สุดและได้รับการศึกษาด้วยเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ทุกประเภทบนยานสำรวจอวกาศไร้คนขับหลายลำที่ได้สำรวจมันและยังคงดำเนินการต่อไป ถึงกระนั้นก็มีคำถามใหญ่ ๆ ที่ยังไม่ได้ตอบเกี่ยวกับดาวอังคาร คำตอบที่สามารถไขความกระจ่างเกี่ยวกับอดีตและอนาคตอันไกลโพ้นของเราได้ เนื่องจากโลก ดาวอังคาร และดาวเคราะห์ใกล้เคียงทั้งหมดของเราเกิดมาจากสิ่งในจักรวาลเดียวกัน คำถามใหญ่ ๆ เกี่ยวกับดาวอังคารได้รับคำตอบแล้ว ตัวอย่างเช่น เรารู้ว่าลักษณะที่มองเห็นได้หลายอย่างของดาวอังคารเป็นเครื่องพิสูจน์ว่าดาวอังคารเคยมีมหาสมุทรและสนามแม่เหล็กป้องกัน แต่คำถามหนึ่งที่อยู่ในใจของศาสตราจารย์เคอิ ฮิโรเสะ จากภาควิชาวิทยาศาสตร์โลกและดาวเคราะห์ของมหาวิทยาลัยโตเกียว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จะต้องมีสนามแม่เหล็กรอบดาวอังคาร แล้วทำไมมันถึงอยู่ที่นั่น และทำไมมันถึงเป็นเช่นนั้น สั้นๆ? จำเป็นต้องตอบคำถามนี้ ทีมที่นำโดย Ph.D. Shunpei Yokoo นักเรียนในห้องทดลองของ Hirose ได้สำรวจวิธีการใหม่ในการทดสอบบางสิ่งที่อยู่ห่างไกลจากเราทั้งในเวลาและอวกาศ "สนามแม่เหล็กโลกถูกขับเคลื่อนโดยกระแสการพาความร้อนของโลหะหลอมเหลวในแกนกลางที่มหาศาลอย่างไม่น่าเชื่อ คิดว่าสนามแม่เหล็กบนดาวเคราะห์ดวงอื่นจะทำงานในลักษณะเดียวกัน" ฮิโรเสะกล่าว "แม้ว่าจะยังไม่ทราบองค์ประกอบภายในของดาวอังคาร แต่หลักฐานจากอุกกาบาตระบุว่าเป็นเหล็กหลอมเหลวที่อุดมด้วยกำมะถัน นอกจากนี้ การอ่านค่าแผ่นดินไหวจากยานสำรวจ InSight ของ NASA บนพื้นผิวบอกเราว่าแกนของดาวอังคารมีขนาดใหญ่กว่าและมีความหนาแน่นน้อยกว่าที่เคยคิดไว้ สิ่งเหล่านี้ สิ่งต่าง ๆ บ่งบอกถึงการมีอยู่ของธาตุที่เบากว่า เช่น ไฮโดรเจน ด้วยรายละเอียดนี้ เราเตรียมโลหะผสมเหล็กที่เราคาดว่าเป็นแกนกลางและนำพวกมันไปทดลอง" การทดลองเกี่ยวกับเพชร เลเซอร์ และความประหลาดใจที่คาดไม่ถึง Yokoo สร้างตัวอย่างวัสดุที่มีธาตุเหล็ก กำมะถัน และไฮโดรเจน Fe-SH ซึ่งเป็นสิ่งที่เขาและทีมงานคาดว่าแกนกลางของ ดาวอังคาร เคยสร้างมาจาก พวกเขาวางตัวอย่างนี้ระหว่างเพชรสองเม็ดและบีบอัดในขณะที่ให้ความร้อนด้วยเลเซอร์อินฟราเรด นี่คือการจำลองอุณหภูมิและความดันโดยประมาณที่แกนกลาง การสังเกตการณ์ตัวอย่างด้วยรังสีเอกซ์และลำแสงอิเล็กตรอนทำให้ทีมสามารถนึกภาพสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการหลอมเหลวภายใต้ความกดดัน และแม้แต่แผนที่ว่าองค์ประกอบของตัวอย่างเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในช่วงเวลานั้น "เรารู้สึกประหลาดใจมากที่เห็นพฤติกรรมบางอย่างที่สามารถอธิบายได้มากมาย Fe-SH ที่เป็นเนื้อเดียวกันในขั้นต้นแยกออกเป็นของเหลวสองชนิดที่แตกต่างกันด้วยระดับความซับซ้อนที่ไม่เคยเห็นมาก่อนภายใต้แรงกดดันเช่นนี้" ฮิโรเสะกล่าว "หนึ่งในของเหลวที่เป็นธาตุเหล็กนั้นอุดมไปด้วยกำมะถัน ส่วนอีกชนิดหนึ่งนั้นอุดมไปด้วยไฮโดรเจน และนี่คือกุญแจสำคัญในการอธิบายการเกิดและการตายในที่สุดของสนามแม่เหล็กรอบดาวอังคาร" เหล็กเหลวที่อุดมด้วยไฮโดรเจนและมีกำมะถันต่ำ ซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่า จะลอยขึ้นเหนือเหล็กเหลวที่อุดมด้วยกำมะถันที่อุดมด้วยไฮโดรเจนซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่า ซึ่งทำให้เกิดกระแสการพาความร้อน กระแสน้ำเหล่านี้คล้ายกับบนโลก จะขับเคลื่อนสนามแม่เหล็กที่สามารถรักษาไฮโดรเจนไว้ในชั้นบรรยากาศรอบดาวอังคาร ซึ่งจะทำให้น้ำมีสภาพเป็นของเหลวได้ อย่างไรก็ตามมันไม่ได้อยู่ได้นาน ซึ่งแตกต่างจากกระแสการพาความร้อนภายในของโลกซึ่งคงอยู่ยาวนานมาก เมื่อของเหลวทั้งสองแยกออกจากกันอย่างสมบูรณ์แล้ว ก็จะไม่มีกระแสใดที่จะขับเคลื่อนสนามแม่เหล็กได้อีก และเมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ไฮโดรเจนในชั้นบรรยากาศก็ถูกพัดพาออกสู่อวกาศโดยลมสุริยะ นำไปสู่การแตกตัวของไอน้ำและการระเหยของมหาสมุทรบนดาวอังคารในที่สุด และทั้งหมดนี้จะเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน "ด้วยผลลัพธ์ของเรา การศึกษาคลื่นไหวสะเทือนเพิ่มเติมของดาวอังคารหวังว่าจะยืนยันว่าแกนกลางนั้นอยู่ในชั้นที่แตกต่างกันตามที่เราคาดการณ์ไว้" ฮิโรเสะกล่าว "หากเป็นกรณีนี้ มันจะช่วยให้เราจบเรื่องราวว่าดาวเคราะห์หิน รวมทั้งโลก ก่อตัวอย่างไร และอธิบายองค์ประกอบของมันได้ และคุณอาจคิดว่าวันหนึ่งโลกอาจสูญเสียสนามแม่เหล็กไปเช่นกัน แต่อย่า ไม่ต้องกังวล สิ่งนั้นจะไม่เกิดขึ้นเป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งพันล้านปี"