|
Первые наблюдения пятнистого протонного сияния на Марсе
|
|
|
|
Миссия NASA MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) и марсианская миссия Объединенных Арабских Эмиратов (EMM) выпустили совместные наблюдения за динамическими событиями протонного полярного сияния на Марсе. Удаленные наблюдения полярных сияний с помощью EMM в сочетании с наблюдениями за плазмой на месте, сделанными MAVEN, открывают новые возможности для понимания марсианской атмосферы. Это сотрудничество стало возможным благодаря недавнему обмену данными между двумя миссиями и подчеркивает ценность многоточечных наблюдений в космосе. Исследование этих результатов опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.
|
|
|
|
В новом исследовании EMM обнаружил мелкомасштабные структуры в протонном полярном сиянии, охватившем всю дневную сторону Марса. Протонное полярное сияние, обнаруженное MAVEN в 2018 году, представляет собой разновидность марсианского полярного сияния, которое формируется, когда солнечный ветер, состоящий из заряженных частиц Солнца, взаимодействует с верхними слоями атмосферы. Типичные наблюдения за протонным полярным сиянием, сделанные MAVEN и миссией ESA (Европейского космического агентства) Mars Express, показывают, что эти полярные сияния кажутся гладкими и равномерно распределенными по полушарию. Напротив, EMM наблюдал протонное сияние, которое казалось очень динамичным и изменчивым. Эти «пятнистые протонные полярные сияния» образуются, когда турбулентные условия вокруг Марса позволяют заряженным частицам проникать прямо в атмосферу и светиться по мере их замедления.
|
|
|
«Наблюдения EMM показали, что полярное сияние было настолько широко распространено и дезорганизовано, что плазменная среда вокруг Марса должна была быть действительно нарушена до такой степени, что солнечный ветер непосредственно воздействовал на верхние слои атмосферы везде, где мы наблюдали полярное сияние», — сказал Майк Чаффин, MAVEN. и ученый EMM из Лаборатории атмосферной и космической физики Университета Колорадо в Боулдере и ведущий автор исследования. «Объединив наблюдения полярных сияний EMM с измерениями MAVEN среды плазмы полярных сияний, мы можем подтвердить эту гипотезу и определить, что то, что мы видели, было по сути картой того, где солнечный ветер обрушивался на планету».
|
|
|
|
Обычно солнечному ветру трудно достичь верхних слоев атмосферы Марса, потому что он перенаправляется ударной волной и магнитными полями, окружающими планету. Таким образом, неоднородные наблюдения протонного полярного сияния являются окном в редкие обстоятельства, при которых взаимодействие Марса и солнечного ветра носит хаотический характер. «Полное влияние этих условий на марсианскую атмосферу неизвестно, но наблюдения EMM и MAVEN сыграют ключевую роль в понимании этих загадочных событий», — сказал Чаффин.
|
|
|
|
Обмен данными между MAVEN и EMM позволил ученым определить причины пятнистого протонного сияния. EMM оснащен прибором Emirates Mars Ultraviolet Spectrograph (EMUS), который наблюдает за верхней атмосферой и экзосферой Красной планеты, сканируя изменчивость состава атмосферы и выход атмосферы в космос. MAVEN имеет полный набор плазменных инструментов, в том числе магнитометр (MAG), анализатор ионов солнечного ветра (SWIA) и инструмент супратермического и теплового состава ионов (STATIC), используемые в этом исследовании.
|
|
|
|
«Глобальные наблюдения EMM за верхними слоями атмосферы дают уникальный взгляд на регион, имеющий решающее значение для науки MAVEN», — сказал главный исследователь MAVEN Шеннон Карри из Лаборатории космических наук Калифорнийского университета в Беркли. «Эти типы одновременных наблюдений исследуют фундаментальную физику динамики и эволюции атмосферы и подчеркивают преимущества международного научного сотрудничества». Руководитель отдела исследований EMM Хесса Аль Матруши согласилась. «Доступ к данным MAVEN был необходим для того, чтобы поместить эти новые наблюдения EMM в более широкий контекст», — сказала она. «Вместе мы раздвигаем границы наших существующих знаний не только о Марсе, но и о взаимодействии планет с солнечным ветром».
|
|
|
|
Измерения с нескольких точек обзора уже доказали свою эффективность в исследованиях Земли и гелиофизики. На Марсе более полудюжины орбитальных аппаратов в настоящее время проводят научные наблюдения, а поскольку в южном полушарии Марса в настоящее время наблюдается лето, когда известно, что протонное полярное сияние наиболее активно, наблюдения с нескольких точек обзора будут иметь решающее значение для понимания того, как формируются эти события. Сотрудничество между EMM и MAVEN демонстрирует ценность науки об атмосфере Марса на уровне открытий, когда два космических корабля одновременно наблюдают за одним и тем же регионом.
|
|
|
|
Источник
|
