Два космических аппарата — американский MAVEN и китайский «Тяньвэнь-1» — впервые совместно зафиксировали признаки магнитного пересоединения в магнитохвосте Марса. Исследователи полагают, что именно этот процесс заставляет хвост «махать» — подобно тому, как это происходит на Земле. Результаты опубликованы в журнале AGU Advances.
Что такое магнитохвост и почему он движется
Солнечный ветер — непрерывный поток заряженных частиц с магнитным полем — взаимодействует с атмосферами и магнитосферами планет, образуя за ними длинные плазменные хвосты. Такие магнитохвосты содержат тонкие слои плазмы, которые иногда начинают колебаться вверх-вниз — «махать».
На Земле это явление связано с магнитным пересоединением: силовые линии магнитного поля разрываются и мгновенно соединяются в новой конфигурации, высвобождая накопленную энергию. Действует ли тот же механизм на Марсе — до этого оставалось неизвестным.
Миллиарды лет назад Марс утратил общее магнитное поле. Несмотря на это, магнитохвост у него есть — благодаря взаимодействию солнечного ветра с заряженными частицами верхней атмосферы, а также благодаря мощным локальным магнитным полям в некоторых участках марсианской коры — остаткам прежнего планетарного поля. Этот хвост динамичен: закручивается, смещается, колеблется, а частицы из него могут уходить в открытый космос.
Что засняли два аппарата одновременно
До недавнего времени магнитный хвост Марса изучала только миссия NASA MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution — миссия по исследованию атмосферы и эволюции летучих веществ Марса). Проблема заключается в том, что один зонд может наблюдать только один участок хвоста, поэтому установить причины колебаний не удавалось.
Благодаря китайскому орбитальному аппарату «Тяньвэнь-1» ученые впервые смогли наблюдать за хвостом одновременно из двух точек. Анализ синхронных данных показал: признаки магнитного пересоединения в верхней части хвоста совпадали по времени с колебаниями, зафиксированными ниже по течению.
Скрученные структуры плазмы как связующее звено
До и во время колебаний оба аппарата также фиксировали временные скрученные структуры плазмы. Подобная связь ранее наблюдалась на Земле. Ученые предполагают, что именно эти структуры, порожденные магнитным пересоединением в верхней части хвоста, распространяются дальше и дестабилизируют плазменный слой, запуская колебания.
Чтобы подтвердить этот механизм, необходимы дополнительные исследования — но уже сейчас наблюдения проливают новый свет на то, как энергия движется и высвобождается в пространстве вокруг Марса, а возможно, и вокруг других тел Солнечной системы.
Источник: phys.org
