Создана первая карта электрических токов в атмосфере Марса

Картина токов в верхней части атмосферы Марса (в зависимости от направления показаны синими или красными стрелками).

Картина токов в верхней части атмосферы Марса (в зависимости от направления показаны синими или красными стрелками).
Иллюстрация NASA/Goddard/MAVEN/CU Boulder/SVS/Cindy Starr.

Астрономы впервые составили карту электрических токов, пронизывающих атмосферу Красной планеты. Исследование помогает понять, какие процессы заставляют газовую оболочку Марса истекать в космос.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.

Прямо сейчас над нашими головами текут мощные токи. Всё потому, что ультрафиолетовое и рентгеновское излучение Солнца отрывает электроны от атомов в верхних слоях атмосферы. Атомы превращаются в заряженные частицы – ионы. А упорядоченное движение зарядов – это и есть электрический ток.

То же самое происходит и на Красной планете. Но есть важное отличие.

У земного шара есть всепланетное магнитное поле, которое очень сильно влияет на эти токи. Кроме того, оно играет роль щита, задерживающего на дальних подступах солнечный ветер (поток электронов и атомных ядер, истекающего из Солнца со скоростью в сотни километров в секунду).

На Марсе же глобального магнитного поля нет. Поэтому солнечный ветер беспрепятственно врезается в его газовую оболочку, служа ещё одним источником ионов, а значит, и токов. И картина этих токов должна сильно отличаться от земной. Но почему учёных так волнует распределение каких-то там токов? Дело в том, что это одна из главных причин, по которым Красная планета не зелёная.

"Эти токи играют фундаментальную роль в потере атмосферы, которая превратила Марс из мира, который мог бы поддерживать жизнь, в негостеприимную пустыню", – объясняет первый автор статьи Робин Рэмстэд (Robin Ramstad) из Университета Колорадо в Боулдере.

До сих пор у исследователей не было карты токов газовой оболочки Марса. А потому детали процессов, превративших его из тёплой влажной планеты в нынешнее царство холода, оставались за кадром. Теперь учёные получили такую карту. За это достижение мы должны благодарить команду марсианского орбитального зонда MAVEN, который собирал необходимую информацию на протяжении пяти лет.

Как известно, электрический ток генерирует магнитное поле. Эти поля накладываются на магнитное поле, порождаемое солнечным ветром, и искажают его. Эти искажения и считывались чувствительным магнитометром миссии.

"Атмосфера Марса ведёт себя отчасти как металлическая сфера, замыкающая электрическую цепь, – объясняет Рэмстэд. – Токи протекают в верхних слоях атмосферы, причём самые мощные токовые слои располагаются в 120–200 километрах над поверхностью планеты".

Авторы уже сделали из полученной картины несколько неожиданных выводов. Например, похоже, что истечение марсианской атмосферы в космос идёт ещё интенсивнее, чем предполагалось раньше. Сюрпризом стала и асимметрия в течении токов над северным и южным полушариями Марса.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, как зонд "Инсайт" обнаружил на Красной планете странные магнитные пульсации. Они, вероятнее всего, связаны с процессами, протекающими именно в верхних слоях газовой оболочки.

Также астрономы постоянно изучают атмосферы других планет. И ранее мы писали о процессах, которые заставляют атмосферу Венеры вращаться гораздо быстрее самой планеты.