Світіння в атмосфері Марса виникає за тим самим сценарієм, що й полярні сяйва на Землі. Різниця полягає в масштабі. На сусідній планеті явище охоплює лише невеликі ділянки неба над окремими районами поверхні. Розібратися в його природі допомогли дані апарата, робота якого вже завершилася.
Знайомий механізм
Понад шість десятиліть тому британський дослідник космосу Джеймс Данжі описав, як частинки сонячного вітрупроникають до магнітосфери нашої планети. Силові лінії поля, яке несе сонячний вітер, торкаються земної магнітосфери з денного боку і з’єднуються з нею. Оновлені в такий спосіб лінії зносяться до хвоста, витягнутого за планетою, де відбувається повторне з’єднання.
Звідти електрони прискорюються вздовж силових ліній, що сходяться біля полюсів, і врізаються у верхні шари атмосфери. Там вони збуджують атоми та молекули газу і виникає знайоме кожному сяйво. Той самий цикл задає електричні струми в магнітосфері та циркуляцію плазми у високих шарах повітряної оболонки.
Магнітні плями кори
Червона планета позбавлена глобального захисту від сонячного вітру. Близько чотирьох мільярдів років тому в її надрах згасло динамо, яке підтримувало магнітне поле. Ядро, ймовірно, лишається рідким донині, проте рухи речовини в ньому вже не здатні створювати захисний щит.
Від тієї доби лишилися ділянки кори, що застигли з лави в присутності давнього магнетизму і зберегли намагніченість. Над ними формуються крихітні магнітосфери. Локальні спалахи світіння в цих районах фіксували й раніше, проте фізику їхньої появи зрозуміли лише тепер, як пише Universe Today.
Показання трьох приладів
Щоб відтворити повну картину, дослідники зіставили дані трьох наукових інструментів апарата MAVEN. За допомогою магнітометра визначили конфігурацію намагнічених ділянок, а через аналізатор електронів сонячного вітру (SWEA) обчислили струми в цих зонах.
Найскладнішим виявився третій інструмент, аналізатор складу надтеплових і теплових іонів (STATIC), яким вимірювали потоки плазми в іоносфері. За словами Шаосуй Сюй із Лабораторії космічних наук Каліфорнійського університету в Берклі, команді довелося витиснути з приладу максимум можливого, і ці вимірювання стали останнім фрагментом головоломки.
Результати з’явилися 23 липня в рецензованому журналі Nature Communications. Магнітне перез’єднання біля Марса очікували, але його схожість із земним циклом стала несподіванкою, йдеться в повідомленні NASA.
Орієнтир для майбутніх експедицій
Розуміння того, як електрони набирають енергію над магнітними плямами кори, змінює уявлення про взаємодію космічної погоди з Марсом. Шеннон Каррі з Лабораторії атмосферної і космічної фізики Університету Колорадо у Боулдері, головна дослідниця місії, називає роботу кроком до відповіді на питання, чому два світи з однаковою фізикою розвивалися настільки по-різному.
Найсильніші намагнічені ділянки зосереджені в південній півкулі Марса, тож прояви описаного механізму мають бути найпомітнішими над цією частиною поверхні. Для приладів майбутніх апаратів це готовий орієнтир. Механізм такого типу може працювати і в інших районах Сонячної системи, де є подібні умови.
