NASA MAVEN tiết lộ cơ chế tạo cực quang trên sao Hỏa: 'Đèn Bắc' phiên bản vũ trụ

Những phát hiện chính từ nghiên cứu tháng 7 năm 2026:

• Proton, chứ không phải electron, là tác nhân chi phối của nhiều cực quang trên sao Hỏa. Các proton từ gió mặt trời (ion hydro) đi trực tiếp vào khí quyển, nơi chúng tước electron khỏi các khí trong khí quyển và phát ra ánh sáng tử ngoại .
• Các electron "bị đánh cắp" tạo ra cực quang proton bất thường. MAVEN phát hiện ra rằng các proton từ gió mặt trời đi vào chiếm lấy electron từ các nguyên tử hydro trung hòa trong tầng ngoài của hydro trên sao Hỏa, trở thành các nguyên tử trung hòa có thể xuyên sâu vào khí quyển trước khi tái ion hóa và tạo ra ánh sáng cực quang .
• Cực quang proton ở phía ban ngày lan rộng và gần như liên tục, bao phủ các khu vực rộng lớn ở phía ban ngày – không giống như Trái Đất, nơi cực quang proton chỉ giới hạn ở các vùng cực nhỏ .
• MAVEN cũng ghi nhận cực quang proton dạng mảng trong điều kiện gió mặt trời hỗn loạn, và cực quang ban đêm khuếch tán do các hạt năng lượng mặt trời gây ra trong các cơn bão mặt trời .

So sánh cực quang sao Hỏa với cực quang Trái Đất (Đèn Bắc/Đèn Nam)

Tóm lại, sao Hỏa có "cực quang phổ quát" – cực quang trải rộng khắp hành tinh thay vì chỉ ở hai cực – được thúc đẩy bởi cùng một vật lý tái kết nối từ trường nhưng được thu nhỏ và định vị lại .

Bằng chứng và thiết bị xác nhận phát hiện

Thiết bị chính của MAVEN để phát hiện phát xạ cực quang trong bước sóng tử ngoại (đặc biệt là phát xạ Lyman-alpha từ hydro) là Máy quang phổ kế tử ngoại chụp ảnh (IUVS) . Các thiết bị hỗ trợ bao gồm:

• Máy phân tích ion gió mặt trời (SWIA) và Máy phân tích electron gió mặt trời (SWEA) – đo các hạt gió mặt trời đi vào và phổ năng lượng của chúng .
• Từ kế (MAG) – lập bản đồ cấu trúc liên kết của từ trường và xác nhận nơi các từ trường vỏ Trái Đất dẫn đường cho các hạt .
• Khối phổ kế khí trung hòa và ion (NGIMS) – đo sự thay đổi thành phần khí quyển trong các sự kiện cực quang .

Khám phá năm 2015 về cực quang tử ngoại khuếch tán (sự kiện "Đèn Giáng sinh") đến từ dữ liệu IUVS cho thấy một vùng sáng tử ngoại rực rỡ trải dài trên bán cầu bắc trong 5 ngày của tháng 12 năm 2014 . Khám phá năm 2018 về cực quang proton đến từ việc đối chiếu dữ liệu phát xạ hydro của IUVS với các phép đo SWIA cho thấy dòng proton chảy vào khí quyển .

Chi tiết công bố nghiên cứu

Nghiên cứu mang tính bước ngoặt tháng 7 năm 2026:

• Tiêu đề: Miniature Dungey-like cycle drives aurora at Mars (Chu trình giống Dungey thu nhỏ thúc đẩy cực quang trên sao Hỏa)
• Tác giả: Shaosui Xu và các đồng nghiệp (Đại học California, Berkeley / Phòng thí nghiệm Khoa học Vũ trụ)
• Tạp chí: Nature Communications
• Ngày công bố: 24 tháng 7 năm 2026
• Tuyên bố chính: Các phép đo từ toàn bộ bộ thiết bị của MAVEN đã xác nhận rằng tái kết nối từ trường (chu trình Dungey) hoạt động trên các từ trường vỏ Trái Đất của sao Hỏa, gia tốc proton vào khí quyển và tạo ra cực quang .

Các bài báo nền tảng trước đó bao gồm:

• Discovery of diffuse aurora on Mars, Science 350, aad0210 (2015)
• MAVEN observations of the response of Mars to an interplanetary coronal mass ejection, Science (2015)

Ý nghĩa rộng hơn

• Sự tiến hóa từ trường hành tinh: Việc chứng minh chu trình Dungey hoạt động trên các từ trường vỏ Trái Đất cục bộ giúp giải thích cách sao Hỏa, mặc dù đã mất đi dynamo toàn cầu hàng tỷ năm trước, vẫn tương tác động lực với gió mặt trời .
• Sự thoát khí quyển: Cùng một quá trình tái kết nối từ trường thúc đẩy cực quang cũng gia tốc các ion khí quyển vào không gian. Dữ liệu MAVEN cho thấy sự xói mòn khí quyển leo thang đáng kể trong các cơn bão mặt trời, giúp định lượng cách sao Hỏa mất phần lớn khí quyển – và nước – trong suốt thời gian địa chất .
• Khoa học hành tinh so sánh: Phát hiện này xác nhận rằng tái kết nối từ trường là một quá trình phổ quát trên các hành tinh đá, được điều chỉnh bởi cường độ và hình học của các từ trường sẵn có .

Tình trạng cuối cùng của tàu vũ trụ sau khi mất liên lạc

Sứ mệnh của tàu MAVEN chính thức kết thúc vào ngày 3 tháng 6 năm 2026 khi NASA tuyên bố tàu vũ trụ không thể phục hồi . Dòng thời gian:

• Ngày 6 tháng 12 năm 2025 – NASA nhận được tín hiệu cuối cùng từ MAVEN trong một giai đoạn mất kiểm soát tư thế bất ngờ .
• Tháng 1 năm 2026 – NASA nối lại các nỗ lực thiết lập lại liên lạc sau khi kết thúc kỳ giao hội Mặt Trời, gửi các lệnh khôi phục, nhưng không nhận được phản hồi .
• Ngày 3 tháng 6 năm 2026 – NASA tổ chức một cuộc họp báo và chính thức tuyên bố kết thúc sứ mệnh, gọi đó là "trạng thái không thể phục hồi." Nguyên nhân của sự cố vẫn đang được điều tra .
• Tại thời điểm kết thúc sứ mệnh: MAVEN đã dành hơn 11 năm trên quỹ đạo sao Hỏa (đến nơi vào tháng 9 năm 2014), kéo dài hơn một thập kỷ so với sứ mệnh một năm ban đầu . Nó đã hoàn thành hơn 10 năm hoạt động khoa học, lập bản đồ sự thoát khí quyển qua toàn bộ chu kỳ Mặt Trời, phát hiện nhiều loại cực quang trên sao Hỏa và đóng vai trò là trạm chuyển tiếp liên lạc quan trọng cho các rover trên bề mặt .