«Порожнеча», що мчить крізь Сонячну систему, підірвала атмосферу Марса

Порожнеча, що залишилася внаслідок особливо потужного пориву сонячного вітру, спричинила різке роздування атмосфери Марса назовні. Оскільки 26 грудня 2022 року космічний корабель MAVEN на орбіті навколо Марса зафіксував раптове, різке падіння сонячних частинок під час проходження вітру, він одночасно зафіксував дивну та разючу зміну в атмосфері Марса. Магнітосфера та іоносфера планети розширилися на тисячі кілометрів, збільшившись більш ніж утричі.

Востаннє ми спостерігали це явище в 1999 році, коли раптовий спад сонячного вітру спричинив роздуття магнітосфери Землі назовні, збільшуючи її об’єм у 100 разів. Це рідкісне уявлення про те, як Марс поводиться, коли його умови в Сонячній системі раптово змінюються, і може дати нам деяке уявлення про те, як планети, подібні до Сонячної системи, взаємодіють зі своїм середовищем навколо різних типів зірок.

Це також той вид вимірювання, який можна зробити лише на місці, демонструючи цінність виведення космічних кораблів на орбіти навколо різних світів нашої Сонячної системи, щоб побачити, як вони взаємодіють з усім іншим.

«Коли ми вперше побачили дані та те, наскільки різким було зниження сонячного вітру, це було майже неймовірно», — каже астроном Джаспер Халекас з Університету Айови та провідний автор нового дослідження цієї події. «Ми сформували робочу групу для вивчення події, і ми виявили, що цей період багатий на неймовірні знахідки».

Сонячний вітер більш-менш постійний у Сонячній системі, і всі планети включені в нього. Це потік частинок, які весь час вилітають від Сонця в усіх напрямках, створюючи навколишній тиск у всій Сонячній системі, слабшаючи з відстанню та зрештою затихаючи на межі, відомій як геліопауза .

Але сила цього потоку може коливатися залежно від сонячної активності. Наприклад, області ослаблених сонячних магнітних полів на поверхні Сонця можуть вивільнити більш потужний сонячний вітер, бомбардуючи систему сильнішими, більш численними сонячними частинками.

Вітер, який дув на Марсі 26 грудня 2022 року, знову був іншим. Він складався з двох сонячних вітрів, повільнішого, який був підхоплений і поглинений швидшим вітром, що надходив ззаду, перш ніж продовжити назовні як один супервітер.

MAVEN зафіксував вищу щільність частинок цього подвійного сонячного вітру. Коли вітер проходив повз орбітальну обсерваторію, було виявлено значне падіння щільності частинок – рідкісну порожнечу надзвичайно слабкого та низької щільності сонячного вітру, а також падіння тиску сонячного вітру. Щільність зменшилась у 100 разів, а тиск – у 10 разів.

Сонячний вітер зазвичай штовхає магнітосферу планети, яка на планетах, подібних до Землі, в основному утворюється в результаті збовтування її розплавлених нутрощів. Тепер Марс не має власної глобальної магнітосфери; але він має те, що називається індукованим магнітним полем, створеним магнітними полями, вбудованими в сонячний вітер, який заплутується в іоносфері Марса.

Ця іоносфера та індуковане магнітне поле в ній значно розширилися назовні, подібно до того, як атмосфера Марса знімає занадто тугий корсет. Індуковане магнітне поле стало розмагніченим, і шар між ним і сонячним вітром – головний удар – став набагато спокійнішим, ніж зазвичай.

За словами дослідників, це може дати цінну інформацію про те, як відбувається втрата атмосфери на Марсі та подібних планетах в інших частинах галактики. Це може бути важливою частиною головоломки при визначенні того, що робить планету придатною для життя.

«Ми дійсно бачимо, як реагує Марс, коли сонячний вітер ефективно припиняється», — каже Халекас. «Це дає чудове дослідження, яким би був Марс, якби він обертався навколо менш «вітряної» зірки».