MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) — зонд НАСА на орбите Марса, способный наблюдать за активностью Солнца и реакцией тонкой марсианской атмосферы. Впервые за восемь лет работы вокруг Красной планеты орбитальный аппарат одновременно наблюдал два разных типа ультрафиолетовых сияний.
Считается, что полярные сияния являются результатом солнечных бурь, которые начались 27 августа. Анализ и моделирование солнечных вспышек в реальном времени позволили команде MAVEN правильно предсказать, когда развивающаяся солнечная буря достигнет Красной планеты. Точные прогнозы космической погоды имеют решающее значение для защиты текущих миссий и будущих исследователей космоса. Марс, в отличие от Земли, не имеет глобального магнитного поля, которое защищает его от опасной солнечной радиации. Вместо этого у него есть локальные точки магнетизма.
Происхождение марсианских полярных сияний
27 августа в активной области Солнца произошла серия солнечных вспышек. В последующие дни активность сопровождалась корональным выбросом массы (КВМ) — мощным взрывом горячего ионизированного газа, или плазмы, выходящей из Солнца и распространяющейся в космос.
Этот КВМ произвел одно из самых заряженных событий, связанных с солнечными энергичными частицами (SEP), которые когда-либо наблюдал зонд MAVEN. SEP ускорились до коронального выброса массы и были замечены на Марсе детектором SEP аппарата MAVEN 27 августа. Несколько приборов MAVEN смогли коллективно измерить силу солнечной бури, в том числе:
- Монитор экстремального ультрафиолета.
- Магнитометр.
- Анализатор электронов солнечного ветра.
- Ионный анализатор солнечного ветра.
«Используя модели космической погоды распространения коронального выброса массы, мы определили, когда он ударит по Марсу«, — сказала член команды MAVEN Кристина Ли. «Это позволило команде MAVEN предвидеть некоторые возмущения в атмосфере Марса из-за воздействия межпланетной КВМ и связанных с ней SEP«.
MAVEN наблюдал два типа марсианских полярных сияний
Энергичные солнечные частицы, произведенные солнечной вспышкой, бомбардировали атмосферу Марса, вызывая яркие полярные сияния с ультрафиолетовыми длинами волн. Прибор MAVEN Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS) наблюдал два типа марсианских полярных сияний: диффузное полярное сияние и протонное полярное сияние.
Эти два типа полярных сияний наблюдались одновременно по случайному совпадению. На самом деле Марс находится в конце сезона пыльных бурь, который происходит каждый марсианский год, когда планета близка к перигелию. Пыльные бури нагревают атмосферу настолько, что водяной пар достигает больших высот. Молекулы воды расщепляются под действием солнечного ультрафиолетового излучения, высвобождая атомы водорода.
Когда солнечный ветер попадает на этот избыток водорода, дневная сторона планеты излучает ультрафиолетовый свет. Эти «протонные полярные сияния» по совпадению совпали с приходом еще более динамичных энергичных частиц, проникающих глубже в марсианскую атмосферу. Это создало диффузное северное сияние, видимое на всей ночной стороне.
Сумедха Гупта, исследователь из группы IUVS в Лаборатории физики атмосферы и космоса, заметила присутствие этих двух полярных сияний во время обычной проверки поступающих данных через несколько дней после события. «Я был удивлен, увидев протонное сияние одновременно с диффузной, потому что раньше такого не было. Интенсивность обоих сияний увеличивается по мере роста солнечной активности, так что, надеюсь, так будет и впредь!«.
«Очень интересно наблюдать невиданные ранее явления, подобные этим одновременным полярным сияниям, спустя столько лет после начала миссии«, — сказал Шеннон Карри, главный исследователь MAVEN в Калифорнийском университете. «Нам так много нужно узнать об атмосфере Марса и о том, как солнечные бури влияют на Красную планету«.
Эти марсианские полярные сияния — лишь превью того, что MAVEN будет наблюдать в будущем. Солнце становится все более активным с такими явлениями, как вспышки и корональные выбросы массы, приближаясь к своей максимальной прогнозируемой активности в 2024-2025 годах. В это время активность Солнца достигнет пика в 11-летнем солнечном цикле. Это означает, что КВМ и SEP будут увеличиваться в частоте и продолжать оказывать сильное воздействие на атмосферу Марса.