|
На Марсе впервые обнаружен эффект Цван-Вольфа
|
|
|
|
В декабре 2023 года ученые, изучавшие данные о Марсе, наткнулись на нечто совершенно неожиданное — наблюдения атмосферного эффекта, ранее не наблюдавшегося в атмосфере Красной планеты. Используя приборы на борту миссии НАСА MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution), ученые выявили явление, известное по наблюдению в магнитосфере Земли, где заряженные частицы сжимаются, как зубная паста, выходящая из тюбика, вдоль магнитных структур, называемых силовыми трубками.
|
|
|
|
Этот так называемый эффект Цван-Вольфа способствует отклонению солнечного ветра вокруг Земли и наблюдался и изучался там на протяжении десятилетий. Теперь новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, предоставляет первые всесторонние наблюдения того же эффекта в атмосфере Марса.
|
|
|
|
Удивительный сигнал в данных
|
|
|
|
«При изучении данных я внезапно заметил очень интересные колебания», — сказал Кристофер Фаулер, доцент-исследователь в Университете Западной Вирджинии в Моргантауне и ведущий автор исследования. «Я бы никогда не догадался, что это будет именно такой эффект, поскольку он никогда раньше не наблюдался в атмосфере планеты».
|
|
|
|
|
|
|
Эффект Цвана-Вольфа был впервые обнаружен в 1976 году и до сих пор наблюдался только в магнитосферах планет, а не в их атмосферах. В отличие от Земли, Марс не защищен глобальным магнитным полем, влияющим на его взаимодействие с солнечным ветром и космической погодой.
|
|
|
|
В этом новом исследовании эффект Цвана-Вольфа наблюдался в ионосфере — глубоко в атмосфере Марса, ниже 200 км, — которая содержит значительное количество электрически заряженных частиц. Данные показали, что эти заряженные частицы сжимались и распределялись по атмосфере Марса.
|
|
Как бури выявили скрытый эффект
|
|
|
|
Хотя на Марсе существует индуцированная магнитосфера — магнитное поле, генерируемое взаимодействием солнечного ветра с ионосферой Марса, — она может значительно изменяться в размерах и форме при сильных солнечных бурях и событиях космической погоды. Именно это увидели Фаулер и его команда в данных MAVEN, когда на Марс обрушилась сильная солнечная буря. На основании полученных данных, эффект Цвана-Вольфа, возможно, постоянно наблюдается в ионосфере Марса, но на уровнях, недоступных для обнаружения приборами MAVEN. Воздействие космической погоды, по-видимому, усилило этот эффект, позволив ученым наблюдать его в данных.
|
|
|
|
Вначале Фаулер и его команда обнаружили интересные флуктуации в измерениях магнитного поля во время полета космического аппарата через атмосферу. Чтобы объяснить это, они изучили данные, полученные с помощью нескольких приборов на MAVEN, включая измерения заряженных частиц в ионосфере. Их расследование выявило еще больше странных и интересных особенностей в данных. Исключив несколько других возможностей, команда смогла определить виновника как эффект Цвана-Вольфа, что объяснило все наблюдаемые ими особенности.
|
|
|
|
Что это значит для Марса и за его пределами
|
|
|
|
«Никто не ожидал, что этот эффект вообще может происходить в атмосфере», — сказал Фаулер. «Именно это делает всё ещё более захватывающим. Это открывает интересные физические явления, которые мы ещё не исследовали, и показывает новый способ, которым Солнце и космическая погода могут изменять динамику марсианской атмосферы».
|
|
|
|
Понимание эффекта Цвана-Вольфа на Марсе позволит нам глубже понять, как космическая погода влияет на планету, и даст новые представления о том, как этот эффект может проявляться на подобных ненамагниченных телах, таких как Венера и спутник Сатурна Титан. Подобные наблюдения также подчеркивают важность знания того, как крупные события космической погоды могут приводить к изменениям в окружающей среде на Красной планете и вокруг неё, а также потенциально влиять на объекты на Марсе или вблизи него.
|
|
|
|
«Понимание того, как космическая погода взаимодействует с Марсом, имеет важное значение», — сказала Шеннон Карри, главный исследователь проекта MAVEN и научный сотрудник Лаборатории атмосферной космической физики Университета Колорадо в Боулдере. «Команда MAVEN продолжает делать новые открытия, используя наши наборы данных и находя эти связи между нашей звездой и Красной планетой».
|
|
|
|
Миссия MAVEN и недавняя неудача
|
|
|
|
Космический аппарат MAVEN был запущен в ноябре 2013 года и вышел на орбиту Марса в сентябре 2014 года. Цель миссии — исследование верхних слоев атмосферы планеты, ионосферы и взаимодействия с Солнцем и солнечным ветром, чтобы изучить потерю марсианской атмосферы в космос. Понимание потери атмосферы дает ученым представление об истории атмосферы и климата Красной планеты, наличии жидкой воды и обитаемости планеты.
|
|
|
|
6 декабря 2025 года космический аппарат MAVEN, находящийся на орбите вокруг Марса, потерял связь с наземными станциями на Земле. В феврале 2026 года НАСА создало комиссию по анализу аномалий для оценки вероятного текущего состояния космического аппарата и вероятности его восстановления.
|
|
|
|
Источник
|
