GRL: раскрыт механизм исчезновения солнечного ветра на Марсе

В декабре 2022 года миссия NASA MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution — Атмосфера Марса и Изменчивая Эволюция) зафиксировала редкое явление — исчезновение солнечного ветра, что привело к значительным изменениям в атмосфере и магнитосфере Марса. В новом исследовании ученые под руководством профессора Суманты Сархела из Индийского института технологий в Рурки, раскрыли механизм этого события и определили его последствия.

Работа опубликована в журнале Geophysical Research Letters (GRL).

Солнечный ветер — поток заряженных частиц, движущихся от Солнца со скоростью от 400 до тысячи километров в секунду и взаимодействующих с атмосферой и магнитным полем планет. На Земле это взаимодействие вызывает полярные сияния, но на Марсе, лишенном стабильного магнитного поля, подобные явления распределены по всей планете.

В редких случаях солнечный ветер может "исчезать". Это происходит, когда более быстрый поток солнечного ветра догоняет более медленный, образуя так называемую "зону низкой плотности". Такое событие на Марсе, продолжавшееся три дня, привело к расширению атмосферы и магнитосферы планеты на тысячи километров, утроив их размеры.

Ученые изучили данные с приборов MAVEN, включая анализаторы ионного состава и магнитометры. Они обнаружили, что на ночной стороне Марса плотность ионизированного газа в ионосфере (верхней области атмосферы планеты c высокой концентрацией свободных ионов и электронов) увеличилась в 2,5 раза по сравнению с обычными условиями. При этом число электронов и ионов в ней увеличилось в 2,5 и 10 раз соответственно. Эти изменения, вероятно, вызваны перераспределением плазмы с дневной стороны на ночную.

Расширение атмосферы и магнитосферы Марса в результате исчезновения солнечного ветра может усилить потерю атмосферы, увеличить воздействие солнечной радиации и космических лучей, а также ухудшить условия для космических аппаратов. Например, в 2022 году SpaceX потеряла 40 аппаратов из-за повышенной плотности ионизированного газа после геомагнитной бури.

"Понимание таких событий необходимо для безопасности космических аппаратов и будущих экспедиций на Марс, включая робототехнические миссии и миссии с участием астронавтов," — отметил профессор Сархел.