ทีมนักวิทยาศาสตร์ค้นพบกลไกสำคัญที่ทำให้ดาวอังคารสูญเสียชั้นบรรยากาศ

การสปัตเตอร์เกิดขึ้นได้อย่างไร ?

การสปัตเตอร์เกิดขึ้นเมื่อไอออนจากลมสุริยะถูกเร่งด้วยสนามไฟฟ้า พุ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่ไม่มีสนามแม่เหล็กป้องกัน เช่น ดาวอังคาร อะตอมหรือโมเลกุลในบรรยากาศจะได้รับพลังงานสูงจนหลุดออกจากแรงดึงดูดของดาวเคราะห์ กลายเป็นการสูญเสียบรรยากาศถาวร ซึ่งเป็นหนึ่งในคำอธิบายสำคัญว่าทำไมดาวอังคารจึงไม่สามารถรักษาน้ำและชั้นบรรยากาศไว้ได้

ผลการศึกษาชี้ว่า ความหนาแน่นของอาร์กอนที่ระดับความสูงกว่า 350 กิโลเมตรมีความแปรปรวนตามทิศทางของสนามไฟฟ้าจากลมสุริยะ และมีความคลาดเคลื่อนของไอโซโทปที่แสดงถึงการสูญเสียมวลของชั้นบรรยากาศจากการสปัตเตอร์โดยตรง ยิ่งไปกว่านั้น ในช่วงที่เกิดพายุสุริยะในปี 2016 ปรากฏการณ์ดังกล่าวทวีความรุนแรงยิ่งขึ้น ยิ่งยืนยันบทบาทของพลังงานจากดวงอาทิตย์ในกระบวนการนี้

แผนภาพแสดงกลไกการสปัตเตอร์บนดาวอังคาร (Curry et al., Sci. Adv. , 2025)

ภาพนี้อธิบายกลไกของ การสปัตเตอร์ (Sputtering) ซึ่งเป็นกระบวนการที่อะตอมหรือโมเลกุลในชั้นบรรยากาศถูกกระแทกออกจากพื้นผิวของดาวเคราะห์หรือวัตถุท้องฟ้าโดยอนุภาคพลังงานสูง เช่น ไอออนจากลมสุริยะ

เมื่อไอออนพลังงานสูงจากลมสุริยะพุ่งชนชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่ไม่มีสนามแม่เหล็กหรือมีสนามแม่เหล็กเบาบาง เช่น ดาวอังคาร จะเกิดการถ่ายโอนพลังงาน ส่งผลให้โมเลกุลหรืออะตอมในชั้นบรรยากาศกระเด็นหลุดออกไปในลักษณะ "สปัตเตอร์" ซึ่งเป็นหนึ่งในกลไกสำคัญของการสูญเสียชั้นบรรยากาศในระยะยาว

นักวิจัยระบุว่า อัตราการสปัตเตอร์ที่สังเกตได้ในปัจจุบันสูงกว่าที่เคยคาดการณ์ถึง 4 เท่า ซึ่งบ่งชี้ว่าในอดีตอันไกลโพ้น เมื่อดวงอาทิตย์ยังรุนแรงและไม่เสถียร การสูญเสียชั้นบรรยากาศของดาวอังคารอาจเกิดขึ้นในระดับที่มหาศาลยิ่งกว่า

งานวิจัยนี้ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Science Advances ถือเป็นก้าวสำคัญในการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของสภาพแวดล้อมบนดาวอังคาร และอาจมีนัยยะต่อการศึกษาความเป็นไปได้ของสิ่งมีชีวิตในอดีต รวมถึงภารกิจสำรวจในอนาคตต่อไป