Фото: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.
В декабре 2022 года миссия НАСА MAVEN (Марсианская атмосфера и нестабильная эволюция) наблюдала драматическое и неожиданное «исчезновение» потока заряженных частиц, постоянно исходящих от Солнца, известного как солнечный ветер. Это было вызвано особым типом солнечного события, которое было настолько мощным, что создавало пустоту на своем пути по мере прохождения через Солнечную систему.
Из-за этого события измерения MAVEN на Марсе показали, что количество частиц, составляющих солнечный ветер, значительно сократилось. Без давления солнечного ветра марсианская атмосфера и магнитосфера расширились на тысячи километров. MAVEN в настоящее время является единственным объектом на Марсе, способным одновременно наблюдать как солнечную активность, так и реакцию марсианской атмосферы на эти солнечные воздействия.
«Когда мы впервые увидели данные и то, насколько драматичным было падение солнечного ветра, это было почти невероятно», — сказал Джаспер Халекас, профессор Университета Айовы и ведущий автор нового исследования этого явления. «Мы сформировали рабочую группу для изучения этого события и обнаружили, что этот период времени богат на невероятные открытия».
Марс, как и все планеты нашей солнечной системы, постоянно погружен в солнечный ветер. Солнечный ветер оказывает давление на марсианскую магнитосферу и ионосферу и вызывает утечку большей части атмосферы. Солнечное событие в декабре 2022 года было вызвано более быстрым солнечным ветром, который обогнал более медленный солнечный ветер, который действовал как метла, сметая и сжимая два региона вместе.
Это взаимодействие, называемое областью взаимодействия потоков, оставило после себя редкую пустоту солнечного ветра чрезвычайно низкой плотности, которую наблюдал MAVEN. Это «исчезновение» солнечного ветра привело к невероятным взаимодействиям внутри магнитосферы и ионосферы Марса.
Поскольку плотность солнечного ветра упала в 100 раз, это привело к уменьшению давления, а магнитосфера и ионосфера планеты смогли расшириться на тысячи километров — более чем в три раза по сравнению с типичным размером — и резко изменили свой характер. Магнитное поле Солнца, которое обычно находится внутри марсианской ионосферы, было вытолкнуто наружу, что превратило ионосферу из намагниченного состояния в ненамагниченное состояние.
В то же время слой между солнечным ветром и магнитосферой стал необычайно электромагнитно тихим. Наблюдения MAVEN за этим драматическим событием и последующей трансформацией и расширением всей системы важны для лучшего понимания физики, которая приводит к потере атмосферы и воды на Марсе.
«Мы действительно увидим, как Марс отреагирует, когда солнечный ветер будет эффективно удален», — добавил Халекас. «Это дает возможность провести отличное исследование того, каким был бы Марс, если бы он вращался вокруг менее «ветренной» звезды».
Исчезновения солнечного ветра такого масштаба крайне редки и происходят во время увеличения солнечной активности, поэтому миссия MAVEN впервые имела возможность наблюдать такое явление. В то время как другие космические корабли на Марсе и Земле также наблюдали аспекты этого события, только MAVEN смог одновременно проводить измерения как по Солнцу, так и по реакции марсианской атмосферы на него.
«Наблюдение за экстремальными условиями всегда бесценно с научной точки зрения», — сказал Шеннон Карри, главный исследователь MAVEN в Калифорнийском университете в Беркли. «MAVEN был разработан для наблюдения за этими типами взаимодействия между Солнцем и марсианской атмосферой, и космический корабль предоставил исключительные данные во время этого поистине аномального солнечного явления».
Поскольку Солнце приближается к солнечному максимуму, пику своего 11-летнего цикла активности, миссия MAVEN может оказать еще большее влияние на наше понимание экстремальных солнечных явлений.
«Это действительно показывает межведомственную роль, которую MAVEN играет на Марсе», — сказала Джина ДиБраччио, заместитель главного исследователя MAVEN и заместитель директора научного отдела гелиофизики в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «MAVEN не только наблюдает за динамикой марсианской атмосферы, но и отслеживает солнечное излучение, чтобы улучшить наше понимание Солнца».
Исследование будет представлено на осенней встрече Американского геофизического союза в Сан-Франциско.
Информация от: Центром космических полетов имени Годдарда НАСА.
