На Марсе зафиксировано необычное атмосферное явление

Новости МирТесен

Инструменты, используемые в миссии MAVEN NASA, впервые зафиксировали на Марсе физическое явление, которое ранее не было зафиксировано в атмосфере какой-либо другой планеты. Речь идет о так называемом «эффекте Цвана—Вольфа» — процессе, известном в окрестностях Земли, но до этого момента наблюдаемом исключительно в планетарных магнитосферах, то есть в областях, где преобладает магнитное поле планеты.

Анализ данных, полученных в декабре 2023 года в период сильной солнечной бури, затронувшей Марс, позволил выявить данный феномен. Ученые зафиксировали специфические изменения в магнитном поле и в поведении заряженных частиц в ионосфере Марса – слое атмосферы, расположенном ниже 200 километров. Более детальное изучение позволило команде установить, что частицы сжимались и перераспределялись вдоль магнитных структур, известных как магнитные трубки, в соответствии с эффектом Цвана—Вольфа.

На нашей планете этот механизм способствует отклонению солнечного ветра – постоянного потока частиц, исходящих от Солнца. Однако на Марсе обстоит дело иначе: планета не имеет всеобъемлющего магнитного поля, как Земля, и поэтому взаимодействие с солнечным ветром происходит непосредственно с её верхними слоями атмосферы. Как раз эта черта делает открытие весьма значимым.

Авторы исследования, результаты которого были опубликованы в журнале Nature Communications, утверждают, что данное явление может непрерывно происходить в атмосфере Марса. Однако в обычных условиях оно было бы недостаточно интенсивным для фиксации приборами MAVEN. Усиление процесса, вызванное солнечной бурей 2023 года, позволило сделать его наблюдаемым.

Эффект Цвана—Вольфа был впервые зафиксирован в 1976 году в ходе изучения магнитосферы Земли. Ранее его не удавалось наблюдать непосредственно в атмосфере планеты. Таким образом, обнаружение MAVEN стало неожиданным даже для самих ученых. Кристофер Фаулер, ведущий автор исследования и научный сотрудник Университета Западной Вирджинии, сообщил, что всё началось с фиксации «необычных колебаний» в магнитных данных, полученных с зонда. Изначально исследователи рассматривали различные гипотезы, однако ни одна из них не смогла полностью объяснить все сигналы, зафиксированные приборами.

Ключевым этапом стало сопоставление магнитных данных с измерениями заряженных частиц в ионосфере. В результате ученые обнаружили закономерности, соответствующие эффекту Цвана—Вольфа: частицы сжимались и двигались вдоль магнитных структур, формирующихся в результате взаимодействия солнечного ветра с марсианской атмосферой.

Значимость этого открытия заключается также в том, что оно указывает на вероятность существования подобных процессов на других планетах, не обладающих глобальным магнитным полем, например, на Венере или на Титане, самом крупном спутнике Сатурна. Изучение этих процессов позволяет исследователям лучше понять, как Солнце может влиять на планетарные атмосферы и приводить к их постепенному исчезновению в космосе.

Миссия MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) стартовала в ноябре 2013 года и достигла орбиты Марса в сентябре 2014 года. Основная задача аппарата – изучение верхних слоёв атмосферы планеты, ионосферы и их взаимодействия с солнечным ветром. Это необходимо для понимания того, как Марс утратил значительную часть своей атмосферы на протяжении миллиардов лет. Проводимые исследования имеют ключевое значение для восстановления климатического прошлого планеты. Недавнее открытие, например, демонстрирует, какое существенное влияние на марсианскую среду оказывают явления космической погоды: мощные солнечные бури способны на время изменять структуру атмосферы и воздействовать даже на находящиеся на орбите марсианские зонды.

В текущий момент MAVEN находится в непростой ситуации. NASA лишилась возможности поддерживать связь с зондом 6 декабря 2025 года, после чего в феврале 2026 года была сформирована экспертная комиссия для оценки перспектив восстановления коммуникации и изучения состояния космического аппарата. Официальной информации о дальнейшей судьбе MAVEN пока не поступало.

Исследование в журнале Nature Communications.