Ученые миссии NASA MAVEN выяснили, что определенный тип полярных сияний на Марсе формируется по тому же принципу, что и на Земле. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показало, что механизм, который захватывает и направляет заряженные частицы в атмосферу нашей планеты, действует и на Красной планете, но в гораздо меньших масштабах. Это связано с большой разницой в магнитных полях.
На Земле этот процесс, известный как цикл Данди, происходит в глобальной магнитосфере — огромном защитном пузыре, создаваемом ядром планеты. Когда магнитные линии Солнца соприкасаются с этим полем, происходит их пересоединение, которое запускает токи, ускоряет электроны и отправляет их в атмосферу, порождая привычные нам полярные сияния. Исследователи обнаружили, что точно такая же цепочка событий происходит и над Марсом, но в миниатюре.
В отличие от Земли, у Марса нет собственного глобального магнитного поля. Вместо этого на планете есть множество небольших областей с сильно намагниченной корой, которые образовались около 4 миллиардов лет назад, когда лава застывала в присутствии древнего магнитного поля. Со временем это глобальное поле исчезло из-за разрушительного воздействия солнечного ветра, но отдельные магнитные участки сохранились и создают локальные «мини-магнитосферы».
Именно над этими корковыми полями аппарат MAVEN ранее наблюдал необычные, очень локализованные сияния. Чтобы понять их природу, ученые объединили данные сразу нескольких приборов на борту зонда: магнитометра, анализатора электронов и ионного спектрометра. Это позволило в деталях восстановить магнитную конфигурацию и измерить движение плазмы в верхних слоях атмосферы, что и подтвердило сходство с земным циклом.
Это открытие не только объяснило, откуда берется энергия для марсианских сияний, но и доказало, что подобный механизм может работать как в планетарных масштабах, так и на небольших локальных участках. Это дает ученым важную пищу для размышлений о том, где еще в Солнечной системе могут происходить такие процессы. Работа проводилась специалистами Калифорнийского университета в Беркли (США) и Лаборатории атмосферной и космической физики Университета Колорадо в Боулдере (США).
Полученные данные важны для понимания того, как солнечная среда взаимодействует с Марсом в целом. Это знание необходимо при планировании будущих автоматических и пилотируемых экспедиций к Красной планете, поскольку помогает предсказывать условия в околопланетном пространстве и оценивать риски для техники и экипажа.
Ранее мы рассказывали о том, что новое исследование связало солнечную активность с погодой на Марсе.