На Земле полярные сияния возникают благодаря циклу Данджи: линии солнечного магнитного поля взаимодействуют с мощной земной магнитосферой, пересоединяются и направляют энергию с электронами обратно в атмосферу. Марс устроен иначе.
На Марсе тоже есть полярные сияния, но они намного слабее, чем на Земле
Ученые из миссии MAVEN NASA раскрыли секрет формирования локальных полярных сияний на Марсе. Они показали, что механизм перезамыкания магнитных линий, разгоняющий заряженные частицы в атмосфере Земли, работает и на Марсе. Из-за отсутствия глобального магнитного поля процесс протекает в миниатюрном масштабе прямо над намагниченными участками коры.
На этой иллюстрации изображено, как заряженные частицы, выброшенные в результате солнечной бури, вырывают заряженные частицы из атмосферы Марса. NASA/GSFC
Ультрафиолетовые вспышки. В отличие от ярких зеленых и красных всполохов на Земле, марсианские сияния практически невидимы для человеческого глаза, так как излучают свет преимущественно в ультрафиолетовом диапазоне. Кроме того, помимо локальных сияний над корой, на Марсе бывают диффузные сияния, охватывающие почти все дневное полушарие во время мощных солнечных вспышек, и протонные сияния, возникающие при бомбардировке атмосферы водородом из солнечного ветра.
Около четырех миллиардов лет назад жидкое ядро планеты остыло, и глобальное магнитное поле исчезло. Но в древних лавовых потоках сохранились локальные намагниченные зоны коры. Именно над этими «островками» аппарат MAVEN зафиксировал изолированные вспышки свечения, похожие на земные приполярные сияния.
Глобальное сияние марсианской атмосферы во время солнечной вспышки.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Специалистам долго не удавалось понять, как именно электроны получают достаточно энергии для запуска свечения. Объединив данные магнитометра, анализатора электронов солнечного ветра и прибора STATIC, измеряющего потоки плазмы в ионосфере, авторы работы выявили локальную копию цикла Данджи, действующую в масштабах отдельных марсианских магнитных аномалий. Это открытие доказывает, что фундаментальные физические процессы циркуляции плазмы способны адаптироваться к совершенно разным размерам магнитных структур по всей Солнечной системе. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Миниатюрный цикл в масштабах космоса
Аппарат NASA MAVEN исследовал структуру и состав верхних слоев атмосферы Марса. 6 декабря 2025 года связь с MAVEN была потеряна. 3 июня 2026 года NASA объявило о завершении миссии/ Но данные, полученные в ходе миссии, по-прежнему используются учеными.
«Мы знали, что на Марсе происходит магнитное перезамыкание, но не ожидали, что оно будет протекать по типу цикла Данджи», — подчеркивает Шаосуй Сюй, ведущий автор исследования и научный сотрудник Лаборатории космических наук Калифорнийского университета в Беркли. По ее словам, измерения потоков плазмы стали последним недостающим фрагментом мозаики, позволившим подтвердить ускорение электронов над корой.
Результаты меняют представления физиков о взаимодействии Солнца с планетными атмосферами. Шеннон Карри, главный исследователь миссии MAVEN из Лаборатории атмосферной и космической физики Колорадского университета в Боулдере, отметила: «Это замечательный результат, который меняет наш взгляд на марсианские сияния и делает важный шаг к пониманию того, почему Марс и Земля развивались настолько по-разному, подчиняясь одним и тем же законам физики». Понимание таких процессов критически важно для планирования будущих автоматических и пилотируемых экспедиций на Красную планету.
Загружаем