Ученые обнаружили новый вид марсианского полярного сияния

Это стало возможно благодаря сотрудничеству двух орбитальных космических зондов.

Объединенных Арабских Эмиратов объединили свои усилия для изучения ультрафиолетовых протонных полярных сияний, которые танцуют и светятся высоко в атмосфере Марса. Новое исследование показывает, что эти дневные события не всегда диффузны, бесхарактерны и равномерно распределены, но очень динамичны и изменчивы, содержат мелкомасштабные структуры. Об этом пишет Sciencealert (перевод — lenta.ua).

«Наблюдения EMM (Emirates Mars Mission) показали, что полярное сияние было настолько широко распространено и дезорганизовано, что плазменная среда вокруг Марса должна была быть действительно нарушена до такой степени, что солнечный ветер напрямую воздействовал на верхние слои атмосферы везде, где мы наблюдали авроральное излучение», — говорит планетолог Майк Чаффин из Университета Колорадо в Боулдере.

«Объединив наблюдения полярных сияний EMM с измерениями MAVEN среды плазмы полярных сияний, мы можем подтвердить эту гипотезу и определить, что то, что мы видели, было по сути картой того, где солнечный ветер обрушивался на планету».

Протонные полярные сияния — самые распространенные полярные сияния на красной планете — были впервые описаны в 2018 году, как видно из данных MAVEN. Они формируются очень похоже на то, как формируются полярные сияния на Земле; однако, поскольку Марс — совсем другой зверь, без внутренней магнитосферы, такой как у Земли, конечный результат уникален для Марса.

Самое близкое, что красная планета имеет к глобальному магнитному полю, — это слабое поле, вызванное жужжанием заряженных частиц, замедляющихся, когда они врезаются в атмосферу. Каким бы слабым он ни был, его обычно достаточно, чтобы отклонить многие из высокоскоростных протонов и нейтронов, падающих с Солнца.

Протонные полярные сияния образуются, когда положительно заряженные протоны солнечного ветра сталкиваются с водородной оболочкой Марса и ионизируются, похищая электроны у атомов водорода, чтобы стать нейтральными.

Этот обмен зарядами позволяет нейтральным частицам обходить ударную волну магнитного поля вокруг Марса, оседая в верхних слоях атмосферы и излучая ультрафиолетовый свет.

Считалось, что этот процесс надежно производил однородное полярное сияние на дневной стороне Марса. Новые наблюдения показывают обратное.

Вместо ожидаемого гладкого профиля данные зонда Hope показывают, что иногда полярное сияние бывает неоднородным, что позволяет предположить, что во время формирования этих полярных сияний могут быть задействованы неизвестные процессы.

И здесь на сцену выходит MAVEN. Орбитальный аппарат NASA несет полный набор плазменных инструментов для исследования солнечного ветра, магнитной среды и тепловых ионов в космосе вокруг Марса.

Он одновременно проводил измерения, в то время как Hope фотографировала странные полярные сияния, и объединенные данные позволили ученым восстановить причину этого.

«Исследуя многочисленные наблюдения марсианской миссии Эмирейтс за пятнистыми полярными сияниями, которые имеют разные формы и местоположения, и комбинируя эти изображения с измерениями плазмы, сделанными миссией NASA Mars Atmosphere и Volatile EvolutioN, мы пришли к выводу, что ряд процессов может создавать пятнистые полярные сияния», — исследователи.

«Это пятнистое полярное сияние в основном является результатом турбулентности плазмы, которая при некоторых обстоятельствах приводит к прямому осаждению солнечного ветра на всей дневной стороне Марса».

Другими словами, за пятнистое полярное сияние ответственно редкое хаотическое взаимодействие между Марсом и солнечным ветром; хотя не совсем ясно, каково воздействие на марсианскую поверхность.