Два космических зонда, Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) НАСА и «Надежда» из Объединенных Арабских Эмиратов, объединили свои усилия для изучения ультрафиолетовых протонных полярных сияний, которые светятся высоко в атмосфере Марса. Новое исследование показывает, что эти дневные события очень динамичны и изменчивы.
Научная статья вышла в Geophysical Research Letters, об открытии сообщили в НАСА.
«То, что мы видели, по сути — карта того, где солнечный ветер обрушивается на планету», — говорит планетолог Майк Чаффин из Университета Колорадо в Боулдере (США).
Протонные полярные сияния — самые распространенные полярные сияния на Красной планете — были впервые обнаружены в 2018 году. Принцип их формирования похож на то, как формируются полярные сияния на Земле. Однако, поскольку Марс — совсем другой, без собственной внутренней магнитосферы, как у Земли, то и конечный результат уникальный.
Самое близкое магнитному полю, что есть на Красной планете, — это слабое поле, вызванное движением заряженных частиц, замедляющихся, когда они врезаются в атмосферу. Каким бы слабым оно ни было, его обычно достаточно, чтобы отклонить многие из высокоскоростных протонов и нейтронов, летящих с Солнца.
Протонные полярные сияния образуются, когда положительно заряженные протоны солнечного ветра сталкиваются с водородной оболочкой Марса и ионизируются, похищая электроны у атомов водорода, чтобы стать нейтральными. Этот обмен зарядами позволяет нейтральным частицам обходить волну магнитного поля вокруг Марса, оседая в верхних слоях атмосферы и излучая ультрафиолетовый свет.
Считалось, что этот процесс производит однородное полярное сияние на дневной стороне Марса. Новые наблюдения меняют картину. Данные зонда «Надежда» показывают, что иногда полярное сияние бывает неоднородным. Это позволяет предположить, что при формировании сияний могут быть задействованы неизвестные процессы.
И здесь на сцену вышел зонд MAVEN. Объединенные данные позволили ученым понять причину.
«Исследуя многочисленные наблюдения марсианской миссии ОАЭ за полярными сияниями, которые имеют разные формы и местоположения, и комбинируя эти изображения с измерениями плазмы, сделанными миссией НАСА, мы пришли к выводу, что это полярное сияние в основном является результатом турбулентности плазмы, которая при некоторых условиях приводит к прямому осаждению солнечного ветра на всей дневной стороне Марса», — написали исследователи в статье.
Другими словами, за протонное полярное сияние ответственно редкое хаотическое взаимодействие между Марсом и солнечным ветром. И возможно этот процесс сыграл свою долгосрочную роль в потере атмосферы и воды на Марсе. Без магнитного поля Марс продолжает терять и то, и другое, поскольку задействованный водород частично берется из молекул воды марсианской атмосферы, просачивающихся в космос.
Ученые, наконец, объяснили, как на Марсе возникают полярные сияния
На Марсе заметили гигантское «червеобразное» северное сияние