Просматривая огромный массив данных, собранных космическим аппаратом NASA Mars Atmosphere и Volatile Evolution (MAVEN) за последнее десятилетие, ученые обнаружили знакомый тип электромагнитного сигнала, обычно вызываемого молнией. Эта редкая находка является первым прямым признаком молниевой активности на Марсе.
Волны-свистки для обнаружения марсианских молний
Волны-свистки — это низкочастотные радиоволновые сигналы, генерируемые молниями и создающие импульс, распространяющийся через магнитосферу планеты, следуя за линиями магнитного поля. Волны-свистки рассеиваются из-за меньшей скорости низких частот в плазме ионосферы и магнитосферы. Эти волны типичны для Земли, но также наблюдались на Юпитере, Сатурне и Нептуне. Все эти планеты обладают сильными магнитными полями и соответствующими магнитосферами, что способствует движению волн-свистков.
Марс, с другой стороны, не имеет глобального магнитного поля, подобного земному. Это связано с тем, что вызывающая эти магнитные поля внутренняя активность прекратилась на Марсе миллиарды лет назад. Это может способствовать тому, что разряды, подобные молниям, в атмосфере Марса еще не наблюдались. Но молниевая активность на Марсе невозможна.
Пылевые бури, генерирующие заряды
«Моделирование и лабораторные эксперименты показывают, что во время марсианских пылевых бурь могут происходить электрические разряды, подобные тем, что наблюдаются во время извержений вулканов и пылевых вихрей на Земле. Во время пылевых бурь пылевые частицы заряжаются электричеством в результате столкновений», – объясняют авторы исследования.
Команда утверждает, что в сочетании с определенными атмосферными условиями, эти пылевые бури могут генерировать электрические разряды. Это было доказано в лабораторных опытах. И хотя на Марсе нет глобального магнитного поля, на его поверхности разбросаны локализованные магнитные поля земной коры. Они, как правило, гораздо сильнее в южном полушарии, чем в северном. Следовательно, волны-свистки могут потенциально распространяться вдоль этих силовых линий, когда они генерируются молниевидной активностью пылевых бурь.
Чрезвычайно маловероятное обнаружение
Из более чем 108 000 измерений, полученных MAVEN, команда обнаружила единую волну с рассеянной частотой в ионосфере Марса. Снимок показал четкое явление свиста, продолжавшееся 0,4 секунды и охватывавшее диапазон до 110 Гц. Команда провела теоретическое моделирование, подтвердившее вероятность распространения волны от поверхности до космического аппарата. И хотя команда отмечает, что не может точно определить место разряда или происходил ли он от пылевой бури, она утверждает, что эти данные очень похожи на данные о волнах свиста, генерируемых молниями на Земле.
Поскольку на данный момент было замечено только одно из таких явлений, становится очевидным, что молниеподобные явления на Марсе трудно обнаружить. Чтобы зафиксировать даже одно такое явление, необходимо было выполнить несколько условий. Например, локальное магнитное поле должно быть достаточно сильным и вертикальным, чтобы оно могло обнаружить орбитальный аппарат. Также были нужны определенные ионосферные условия. Кроме того, измерение должно было быть проведено с очень конкретного места (со стороны Марса, где царили ночные условия) в конкретное время (когда магнитное поле было ориентировано вертикально).
Благодаря тому, что MAVEN оказался в нужном месте в нужное время, ученые теперь знают больше об условиях на Марсе. Эта информация может помочь в планировании будущих миссий и способствовать нашему пониманию атмосфер планет.
По материалам phys.org
