№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

У Марса нет магнитного поля, но есть полярные сияния. Как?

Фото: Emirates Mars Mission

Ученые разобрались с этим вопросом.

Полярные сияния встречаются отнюдь не только на Земле. Атмосферные свечения, хотя иногда и в невидимых длинах волн, замечали на каждой планете Солнечной системы, кроме Меркурия. Случаются они и на нескольких спутниках Юпитера, а еще астрономы фиксировали сияние даже на комете!

Однако Марс давно потерял свое магнитное поле по неизвестной причине. А ведь именно оно играет решающую роль в формировании полярных сияний.

Все это не значит, что теперь Красная планета полностью лишилась своего магнетизма. Области локализованных магнитных полей вырастают из некоторых областей коры планеты, особенно в южном полушарии. Новый анализ подтвердил, что эти небольшие локальные магнитные поля взаимодействуют с солнечным ветром интересным образом, в результате чего образуются дискретные (или структурированные) ультрафиолетовые полярные сияния Марса.

«Это первое подробное исследование того, как условия солнечного ветра влияют на полярные сияния на Марсе. Наш главный вывод заключается в том, что в области сильного поля коры планеты частота возникновения полярных сияний в основном зависит от ориентации магнитного поля солнечного ветра, в то время как за пределами области сильного поля коры планеты частота появления полярных сияний в основном зависит от динамического давления солнечного ветра», – Закари Гиразян, ведущий автор исследования из Университета Айовы.

На Земле полярные сияния возникают, когда частицы солнечного ветра сталкиваются с магнитосферой Земли, а затем ускоряются вдоль линий магнитного поля до высоких широт, где дождем падают в верхние слои атмосферы. Там они взаимодействуют с атмосферными частицами и создают сияние – чарующие ленты света, танцующие в небе.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что эти явления формируются аналогичным образом и на других космических телах. Например, на Юпитере тоже можно постоянно любоваться мощными полярными сияниями – этому способствует сложное магнитное поле огромной планеты.

Но глобальное магнитное поле Марса распалось довольно рано в истории Красной планеты, оставив после себя лишь отдельные «островки» магнетизма и сохранившись в намагниченных минералах в земной коре. Ультрафиолетовые изображения Марса ночью показали, что полярные сияния имеют тенденцию формироваться вблизи этих отдельных магнитных полей.

Работа ученых также учитывает условия солнечного ветра. Они проанализировали данные космического аппарата Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN), который собирает ультрафиолетовые изображения красной планеты с 2014 года. Он также оснащен инструментом под названием Solar Wind Ion Analyzer, который, что неудивительно, анализирует солнечный ветер.

Ученые сравнили данные о динамическом давлении солнечного ветра, а также силе и угле межпланетного магнитного поля с данными о марсианских полярных сияниях в ультрафиолете. Они обнаружили, что вне областей магнитного поля земной коры динамическое давление солнечного ветра играет значительную роль в частоте обнаружения полярных сияний.

Исследователи считают, что ориентация магнитного поля и солнечного ветра играют значительную роль в формировании полярных сияний на Марсе. При определенных ориентациях солнечный ветер кажется благоприятным для событий магнитного пересоединения или ускорения частиц, необходимых для создания ультрафиолетового свечения.

Эти результаты, по словам исследователей, раскрывают новую информацию о том, как взаимодействие с солнечным ветром может генерировать полярные сияния на планете, лишенной глобального магнитного поля.