Атмосфера и климат Марса подвержены влиянию солнечного ветра, т. е. потока протонов и электронов, который вылетает из солнечной короны и движется со скоростью 400-1000 километров в секунду. Поскольку эти заряженные частицы взаимодействуют с магнитным полем и атмосферами планет, на Земле они порождают полярные сияния. На Марсе отсутствует глобальное магнитное поле, а потому сияний нет, но воздействие солнечного ветра на атмосферу выше.

Иногда солнечный ветер может резко ослабевать. Это происходит в периоды повышенной активности Солнца, когда интенсивность выбросов и скорость частиц нестабильны. Более быстрая часть солнечного ветра может догнать более медленную и поглощает ее, оставляя позади себя пустоту с низкой плотностью частиц.

Подобное явление наблюдал в течение трех дней в декабре 2022 года американский спутник Марса MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN). Ученые из Индии проанализировали данные, собранные его приборами: анализатором ионов, магнитометром и ионным масс-спектрометром, чтобы оценить влияние таких событий на атмосферу Марса. Их работа была опубликована в научном журнале Geophysical Research Letters.

Ученые установили, что ночная сторона Марса имела повышенную плотность плазмы в ионосфере на высоте 200-280 км, причем ее максимальная увеличилась 2,5 раза по сравнению с нормальными условиями. Это стало результатом увеличения ионосферного давления на два порядка по сравнению с магнитным и динамическим давлением солнечного ветра. Атмосфера и магнитосфера Марса расширились на тысячи километров, увеличившись в размерах втрое. Это событие также породило сверхзвуковую ударную волну вокруг всей планеты.

Количество электронов и ионов в ионосфере увеличилось в 2,5 и 10 раз соответственно, причем концентрация отдельных ионов показала разный рост. Так, плотность ионов азота N+ выросла в 10 раз, а кислорода O+ в 67 раз. По мнению планетологов, к этому могло привести расширение ионосферы снизу вверх из-за разницы давления или увеличение переноса плазмы с дневной стороны Марса на ночную.

Ученые отметили, что необходимо вести дальнейшие исследования, чтобы понять роль топологии магнитного поля Марса, т. е. структуры и связности линий магнитного поля, в том, как оно влияет на взаимодействие плазмы с поверхностью планеты. Так, в замкнутом контуре магнитного поля атмосферная плазма удерживается внутри и не улетучивается в космос. В открытом же контуре плазма атмосферы может утекать в космос, либо плазма солнечного ветра может влиять на атмосферу планеты и ее динамику. Наконец, еще один сценарий предполагает, что магнитное поле солнечного ветра поглощает всю планету и намагничивает ионосферу. В результате, ионы и электроны из атмосферы попадают в поле солнечного ветра, и плазма покидает планету.

Расширение магнитосферы и ионосферы может ускорять потерю атмосферы Марсом и усиливать воздействие на него галактических космических лучей. Кроме того, подобные события создают проблемы для спутников, работающих на орбите, которые сталкиваются с дополнительным трением об атмосферу.

• < Назад
• Вперёд >