В декабре 2022 года миссия НАСА MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN), вращающаяся вокруг Марса, наблюдала неожиданное «исчезновение» солнечного ветра. Предположительно, это явление было вызвано особым типом солнечного события, настолько мощным, что оно создало вакуум в потоке заряженных частиц, движущихся через Солнечную систему.
В результате этого события измерения MAVEN показали, что количество частиц, составляющих солнечный ветер и постоянно попадающих на Марс, значительно уменьшилось. В результате без давления солнечного ветра, марсианская атмосфера и магнитосфера расширились на тысячи километров.
Исследование, в котором анализируются данные MAVEN, было недавно представлено на Осенней встрече Американского геофизического союза в Сан-Франциско. В нем подчеркивается, что эта миссия — единственный ресурс, работающий в настоящее время на Красной планете, который может одновременно наблюдать как за активностью Солнца, так и за реакцией марсианской атмосферы на это солнечное влияние.
Действие солнечного ветра
Солнечный ветер — это постоянный выброс заряженных частиц, в основном электронов и протонов, из солнечной короны. Он распространяется в пространстве с большой скоростью, превышающей 900 километров в секунду. Его возникновение связано с высокой температурой и энергией Солнца, которая в сочетании с солнечным магнитным полем порождает непрерывный поток частиц.
Этот ветер распространяется по всей Солнечной системе, взаимодействуя с магнитными полями планет и окружающей космической средой. Например, когда он сталкивается с планетарными магнитными полями, возникают полярные сияния. Однако солнечный ветер может вызывать геомагнитные бури, когда происходят интенсивные вспышки на Солнце. Эти бури могут нарушать спутниковую связь, повреждать электросети и вызывать полярные сияния даже в более низких широтах, чем обычно.
Солнечный ветер также изменяет форму и протяженность магнитных полей и влияет на атмосферные явления. На планетах без сильного магнитного поля, таких как Марс, солнечный ветер оказывает более прямое воздействие на атмосферу. Он оказывает давление на марсианскую магнитосферу и ионосферу, а также способствует выходу атмосферных газов.
Солнечное событие, зафиксированное MAVEN
Солнечное событие декабря 2022 года, которое привело к «исчезновению» солнечного ветра, зафиксированного MAVEN, было вызвано тем, что более быстрый поток солнечного ветра обогнал более медленный. Таким образом, он действовал как метла, сметая и сжимая две области вместе. И резко уменьшила поток заряженных частиц, несущихся через пространство.
Это взаимодействие оставило после себя вакуум солнечного ветра, который и наблюдал MAVEN. Орбитальный аппарат зафиксировал резкое снижение плотности потока, как будто был нажат выключатель.
Это «исчезновение» солнечного ветра, которое ученые теперь смогли объяснить, также привело к невероятным взаимодействиям в магнитосфере и ионосфере Марса.
Последствия этого события на Марсе
Когда плотность солнечного ветра упала в 100 раз, это вызвало снижение давления в магнитосфере и ионосфере планеты. После этого они смогли расшириться на тысячи километров, более чем втрое превысив свой обычный размер.
Кроме того, и магнитосфера, и ионосфера подверглись серьезным изменениям. Магнитное поле Солнца, которое обычно встроено в марсианскую ионосферу, было вытолкнуто наружу, превратив ионосферу из намагниченной в ненамагниченную. В то же время слой между солнечным ветром и магнитосферой стал электромагнитно тихим.
Наблюдения MAVEN за этим драматическим событием и последующей трансформацией и расширением всей системы были и будут очень важны в будущем для лучшего понимания физики, стоящей за потерей атмосферы и воды на Марсе.
Редкое событие, но оно может повториться в ближайшее время
Такое исчезновение солнечного ветра происходит крайне редко. Миссия MAVEN впервые имела возможность наблюдать подобное явление. Более того, только MAVEN смог провести одновременные измерения как реакции Солнца, так и марсианской атмосферы.
Однако поскольку это явление обычно происходит в период повышения солнечной активности, вполне вероятно, что вскоре мы станем свидетелями новых подобных событий. На самом деле, по мере того как Солнце движется к солнечному максимуму, пику 11-летнего цикла активности, который ожидается в 2024-2025 годах, миссия MAVEN может собрать еще больше подобных данных. И, таким образом, оказать еще большее влияние на наше понимание экстремальных солнечных явлений.