Вчені виявили новий вид марсіанського полярного сяйва

Фахівці здобули нове розуміння дивовижного марсіанського явища завдяки співпраці двох орбітальних космічних зондів.

Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) NASA та зонд Hope (Надія)» з Об'єднаних Арабських Еміратів об'єднали свої зусилля для вивчення ультрафіолетових протонних полярних сяйв, які танцюють і світяться високо в атмосфері Марса. Нове дослідження показує, що ці денні події не завжди дифузні, безхарактерні та рівномірно розподілені, але дуже динамічні та мінливі, містять дрібномасштабні структури. Про це пише Sciencealert.

«Спостереження EMM (Emirates Mars Mission) показали, що полярне сяйво було настільки широко поширене і дезорганізоване, що плазмове середовище навколо Марса мало бути дійсно порушене настільки, що сонячний вітер безпосередньо впливав на верхні шари атмосфери скрізь, де ми спостерігали авроральне випромінювання », - Каже планетолог Майк Чафін з Університету Колорадо в Боулдері.

Зображення із зонда Hope показують Марс без полярного сяйва (ліворуч) і плямисте протонне полярне сяйво (у центрі та праворуч).

«Об'єднавши спостереження полярних сяйв EMM із вимірами MAVEN середовища плазми полярних сяйв, ми можемо підтвердити цю гіпотезу і визначити, що те, що ми бачили, було, по суті, картою того, де сонячний вітер обрушувався на планету».

Протонні полярні сяйва - найпоширеніші полярні сяйва на червоній планеті - були вперше описані в 2018 році, як видно з даних MAVEN. Вони формуються дуже схоже те що, як формуються полярні сяйва Землі; проте, оскільки Марс — зовсім інший звір, без внутрішньої магнітосфери, як у Землі, кінцевий результат унікальний для Марса.

Найближче, що червона планета має до глобального магнітного поля, це слабке поле, викликане дзижчанням заряджених частинок, що сповільнюються, коли вони врізаються в атмосферу. Яким би слабким він не був, його зазвичай достатньо, щоб відхилити багато високошвидкісних протонів і нейтронів, що падають із Сонця.

Протонні полярні сяйва утворюються, коли позитивно заряджені протони сонячного вітру стикаються з водневою оболонкою Марса і іонізуються, викрадаючи електрони у атомів водню, щоб стати нейтральними.

Цей обмін зарядами дозволяє нейтральним частинкам обходити ударну хвилю магнітного поля навколо Марса, осідаючи у верхніх шарах атмосфери та випромінюючи ультрафіолетове світло.

Вважалося, що цей процес надійно робив однорідне полярне сяйво на денній стороні Марса. Нові спостереження показують протилежне.

Замість очікуваного гладкого профілю, дані зонда Hope показують, що іноді полярне сяйво буває неоднорідним, що дозволяє припустити, що під час формування цих полярних сяйв можуть бути задіяні невідомі процеси.

І тут на сцену виходить MAVEN. Орбітальний апарат NASA несе повний набір плазмових інструментів для дослідження сонячного вітру, магнітного середовища та теплових іонів у космосі навколо Марсу.

Він одночасно проводив вимірювання, в той час як Hope фотографувала дивні полярні сяйва, і об'єднані дані дозволили вченим відновити причину цього.

«Досліджуючи численні спостереження марсіанської місії Емірейтс за плямистими полярними сяйвами, які мають різні форми і місця розташування, і комбінуючи ці зображення з вимірами плазми, зробленими місією NASA Mars Atmosphere і Volatile EvolutioN, ми дійшли висновку, що ряд процесів може створювати , - Дослідники.

"Це плямисте полярне сяйво в основному є результатом турбулентності плазми, яка за деяких обставин призводить до прямого осадження сонячного вітру на всій денній стороні Марса".

Іншими словами, за плямисте полярне сяйво відповідальна рідкісна хаотична взаємодія між Марсом та сонячним вітром; хоча зовсім ясно, яке вплив на марсіанську поверхню.