Зонды MAVEN и Hope провели совместные наблюдения марсианских полярных сияний

Физика возникновения полярных сияний на Марсе, наблюдаемых в ультрафиолетовом диапазоне вопреки названию не только на полюсах, но и на различных широтах по всей планете, стала более понятной благодаря обмену данными между командами MAVEN и Hope. Новое исследование показывает, что эти сияния, происходящие в дневное время, носят динамичный, изменчивый и хаотичный характер, а также содержат мелкомасштабный структуры.

«Наблюдения Hope показали, что полярное сияние настолько распространено и дезорганизовано, что плазменная среда вокруг Марса должна быть очень сильно нарушенной и турбулентной. Это позволяет солнечному ветру напрямую воздействовать на верхние слои атмосферы Марса везде, где мы наблюдали сияние, - сказал планетолог Майк Чаффин из Университета Колорадо в Боулдере. – Объединив наблюдения Hope за сияниями с измерениями плазменной среды MAVEN, мы можем подтвердить, что видимые сияния представляют собой фактически карту тех мест, где солнечный ветер непосредственно обрушивается на планету».

Протонные полярные сияния – самый распространенный вид сияний на Марсе. Они были впервые описаны в 2018 году на основе данных зонда NASA MAVEN. У Марса нет собственного глобального магнитного поля, которое могло бы взаимодействовать с солнечным ветром. И если не брать в расчет локальные магнитные поля от небольших участков намагниченной породы, то в глобальном измерении у Марса есть некое подобие поля, вызванное заряженными частицами, врезающимися в атмосферу планеты и замедляющимися в ней.

Несмотря на слабость этого поля, обычно его достаточно, чтобы отклонять большую часть высокоскоростных протонов от Солнца.

Протонные полярные сияния образуются, когда протоны из солнечного ветра все же сталкиваются с молекулами в верхней атмосфере Марса. В процессе обмена зарядами частицы проникают под слабое индуцированное магнитное поле Марса и проникают ниже в атмосферу, генерируя ультрафиолетовое излучение.

Ранее считалось, что этот процесс порождает однородное полярное сияние на дневной стороне Марса. Объединенные наблюдения MAVEN и Hope показывают, что это не так. И полярные сияния скорее стоит называть точечными. Изображения Hope демонстрируют, что сияния сумбурны и изменчивы. А приводит к этому турбулентность в плазме, окружающей атмосферу Марса. Что позволяет в некоторых местах солнечному ветру достигать этой атмосферы. Вероятно, в том числе и этот процесс ответственен за потерю Марсом атмосферы и воды.