Орбитальная станция MAVEN выяснила, что "украденные" электроны вызывают необычные сияния на Марсе
Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 14.08.2018

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Орбитальная станция MAVEN выяснила, что "украденные" электроны вызывают необычные сияния на Марсе

Орбитальная станция MAVEN выяснила, что «украденные» электроны вызывают необычные сияния на Марсе
shortstoryf

Все мы знакомы с сияниями на Земле. Они видны как призрачные, красочные переливы в ночном небе, обычно около полюсов. У нашего соседа Марса существуют такие же сияния, но космическая орбитальная станция MAVEN совсем недавно обнаружила новый тип сияния в атмосфере красной планеты. Оно возникает по большей части на дневной стороне, когда его очень трудно наблюдать.

Сияния возникают тогда, когда заряженные частицы сталкиваются и погружаются в атмосферу планеты. Происходят столкновения с молекулами газов, которые в ответ на это начинают светиться. Известно, что это природное явление обычно вызывают электроны, но иногда и протоны могут быть проводниками этого явления, хотя и очень редко. Теперь же, благодаря станции MAVEN, специалисты выяснили, что протоны на Марсе делают то же самое, что делают электроны на Земле — создают сияния. Особенно хорошо эта теория подтверждается, когда Солнце извергает особенно сильный поток протонов, которые являются атомами водорода, лишёнными электрона из-за большой температуры. Солнце изгоняет протоны на скоростях более трёх миллионов километров в час, а сам этот поток называют солнечным ветром.

Марс

Эта анимация показывает протонное сияние на Марса. Сначала протоны с солнечным ветром на высокой скорости приближаются к Марсу и сталкиваются с облаком водорода, окружающего планету. Протоны выбивают электроны из атомов водорода, становясь таким образом нейтральным атомом, который успешно преодолевает ударную волну магнитного поля. Войдя в атмосферу такой атом водорода сталкивается с молекулами газа, заставляя их излучать ультрафиолетовый свет. Источник: NASA/MAVEN/Goddard Space Flight Center/Dan Gallagher

Специалисты MAVEN изучали атмосферу Марса с помощью ультрафиолетового спектрографа IUVS и заметили, что, в случае с ультрафиолетовым излучением, свет, исходящий от водородного газа в верхних слоях атмосферы планеты в течение нескольких часов загадочно увеличивает свою интенсивность. Тогда было установлено, что это увеличение возникает в тот момент, когда другой прибор космической станции SWIA, предназначенный для анализа солнечного ветра, фиксирует увеличение количества протонов в прибывающем ветре.

Но есть две проблемы, которые на первый взгляд заставляют предположить, что такой тип сияния попросту невозможен. Во-первых, как эти протоны прошли через головную ударную волну планеты — магнитное препятствие, которое обычно отклоняет заряженные частицы солнечного ветра по траекториям вокруг планеты? Во-вторых, как протоны могут испускать свет, ведь атомам для этого нужны электроны?

«Ответом на два эти вопроса является простое слово — воровство. По мере того, как протоны приближаются к Марсу с солнечным ветром, они преобразовываются в нейтральные атомы, занимаясь кражей электронов с внешнего края огромного облака водорода, окружающего планету. Головная ударная волна может отклонить только заряженные частицы, таким образом, эти нейтральные атомы продолжают беспрепятственно двигаться дальше», — говорит Джастин Диэн из Лаборатории атмосферной и космической физики в Университете штата Колорадо.

Когда эти высокоскоростные атомы попадают в атмосферу, часть их энергии испускается в виде ультрафиолетового излучения, которое невидимо для человеческого глаза, но его легко обнаружить такими инструментами, как IUVS на MAVEN. Фактически, один входящий атом может столкнуться с молекулами в атмосфере сотни раз, прежде чем он замедлится, постепенно прекращая испускать фотоны ультрафиолета.

Марс

Наблюдения аппарата MAVEN за протонными сияниями. Вверху — естественная изменчивость солнечного ветра приводит к случайным уплотнениям в потоках протонов солнечного ветра, бомбардирующего Марс. Внизу — наблюдения, проводимые спектрографом MAVEN, показывают увеличения ультрафиолетового излучения атмосферы. Источник: NASA/MAVEN/University of Colorado/LASP/Anil Rao

«Марсианские протонные сияния — больше, чем просто световое шоу. Они показывают, что солнечный ветер не полностью отклоняется полем вокруг Марса. Также благодаря им мы поняли, как протоны в солнечном ветре могут пройти сквозь головную волну и повлиять на атмосферу, передавая ей энергию и даже увеличивая концентрацию водорода в ней», — Джаспер Халекас из Университета штата Айова.

Протонные сияния происходят и на Земле, но всё же не так часто, как на Марсе. Самое важно отличие тут — сильное магнитное поле Земли, которое отклоняет солнечный ветер ещё далеко от Земли и в большем количестве. На нашей планеты сияния от воздействия протонов могут происходит в очень ограниченных областях у полюсов, тогда как на Марсе они могут возникнуть повсеместно.

Однако протонные сияния могут быть распространены на Венере и даже на Титане — спутнике Сатурна. Так же, как и Марс, эти два тела Солнечной системы не обладают достаточно мощным магнитным полем и имеют много водорода в верхних слоях их атмосфер с большим количеством электронов. Если продолжать так размышлять, то может оказаться, что множество экзопланет, вращающихся у других звёзд, будут иметь схожие условия для возникновения сияний вследствие воздействия протонов.

По информации НАСА.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google