Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 24.06.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Загадки венерианской ионосферы

shortstoryf

Новые исследования относительно Венеры, проведенные в Центре космических полетов имени Годдарда, еще больше подчеркивают значительные различия между Землей и Венерой — двумя планетами, которые на первый взгляд выглядят очень похоже. Ученые обнаружили признаки наличия больших «пустот» в электрическом слое атмосферы Венеры, который называют ионосферой. Это наблюдение в очередной раз указывает на более сложную магнитную окружающую среду, чем ранее можно было предположить.

Венера с ее толстой атмосферой, состоящей из углекислого газа, и сухой, выжженной поверхностью, давление на которой настолько высоко, что посадочные аппараты сломаются в течение нескольких часов, является на самом деле очень чуждым миром для нас. А выявление таинственных отверстий в магнитном поле дает новое понимание атмосферы Венеры — то, как она взаимодействует с постоянно действующим солнечным ветром — а возможно и то, какие процессы протекают глубоко в ядре планеты.

«Эту работу мы начали с таинственного события в 1978, — сказал Глун Коллинсон, специалист в области космических исследований НАСА. — Когда аппарат Venus Orbiter двигался по орбите вокруг Венеры, он зафиксировал странные области ионосферы, в которых плотность магнитного поля существенно снижалась. Мы назвали эти области отверстиями или дырами, наподобие дыр в озоновом слое Земли. Что удивительно, за последующие 30 лет никто никогда не видел больше этих событий».

Коллинсон намеревался искать следы этих событий по данным, полученным от миссии аппарата Venus Express Европейского космического агентства, который стартовал в 2006 году и в настоящее время находится на орбите вокруг полюсов второй планеты от Солнца с периодом оборота вокруг нее 24 часа. Параметры орбиты существенно выше, чем те, которые были у Venus Orbiter, поэтому Коллинсон на был уверен, что ему удастся зафиксировать признаки аномалий в ионосфере. Но даже на таких высотах они явно себя проявляли, что в дополнении указало ученым, что эти отверстия простираются намного глубже в атмосферу, чем предполагалось ранее. Наблюдатели так же выдвинули предположение, что ионосферные дыры на Венере являются вполне обычным явлением. Venus Orbiter наблюдал их только во время сильной солнечной активности, известной как солнечный максимум, а Venus Express продемонстрировал, что дыры присутствуют даже во время солнечных минимумов.

Интерпретация того, что происходит в ионосфере Венеры, требует хорошего осознания процессов ее взаимодействия со средой космического пространства. А космическая среда, в свою очередь, находится во власти электронов и протонов — заряженного, нагретого газа, который называют плазмой — которые движутся от Солнца. По мере того, как этот солнечный ветер движется, он сталкивается с магнитными полями у планет, которые, в свою очередь, могут посредством этого затрагивать различные заряженные частицы и другие магнитные поля, если с таковыми они сталкиваются на своем пути. Земля в основном защищена от этой радиации собственным сильным магнитным полем, но у Венеры такой защиты нет. А то, что у Венеры действительно есть и называется ионосферой — это слой атмосферы, заполненный заряженными частицами. Ионосфера Венеры постоянно бомбардируется со стороны Солнца солнечным ветром. Если обобщать, то ионосфера Венеры представляет собой тонкую границу перед планетой со стороны Солнца, а с ночной стороны она вытянута в хвост, похожий на кометный. Поскольку солнечный ветер имеет свойство накапливаться в ионосфере, то он как раз и создает тонкую магнитосферу вокруг планеты. Но она намного меньше, чем например у Земли.

Аппарат Venus Express снабжен необходимыми приборами для измерения этого магнитного поля. Когда он пролетел через дыры в ионосфере, то сделал запись скачков в силе магнитного поля. Вместе с этим аппарату удалось зарегистрировать очень холодные втекающие в отверстия и вытекающие из них частицы, которые и раньше были замечены в ионосфере, но не в таких областях с низкой плотностью. Наблюдения аппарата предполагают, что вместо двух отверстий в ионосфере, расположившихся на теневой стороне планеты, существуют два длинных, толстых цилиндра, состоящих из вещества с маленькой плотностью, протянувшиеся от поверхности планеты в космическое пространство. Коллинсон сказал, что некоторая магнитная структура, вероятнее всего, заставляет заряженные частицы выдавливаться из этих областей, совсем как зубная паста из тюбика. Следующий вопрос — какая магнитная структура может создать такой эффект? Если вообразить Венеру, стоящую посреди постоянно действующего магнитного поля как маяк на воде рядом с берегом. Линии магнитного поля от Солнца перемещаются к Венере как волны воды к маяку. Эти линии с противоположных сторон планеты окутывают ее, что приводит к появлению двум протяженным областям, состоящих их прямых линий магнитного поля, которые соединяются непосредственно на обратной стороне Венеры. Ученые считают, что эти линии могут создать магнитные силы, способные сжать плазму отверстий.

Но при таком сценарии, основания отверстий расположились бы на разных сторонах планеты и не выглядели бы так, как будто они выходят прямо из поверхности. Что могло заставить магнитные поля так себя весте? Исследователи говорят, что без дополнительных данных им трудно сказать наверняка, но Коллинсон с командой разработали две возможные модели, которые могут соответствовать наблюдениям. Первая модель говорит, что магнитные поля не задерживаются в ионосфере, чтобы обернуться вокруг планеты, а вместо этого проходят глубже:

«Мы думаем, что некоторые из этих линий магнитного поля могут пройти через ионосферу, прорубая в не отверстия. Ионосфера как раз может проводить электричество, которое делает ее в основном прозрачной по отношению к линиям поля. Линии идут прямо вниз на поверхность Венеры, а некоторые и входят в нее».

В этом случае магнитное поле беспрепятственно проходит прямиком в верхние слои поверхности Венеры. В конечном счете оно поражает твердую мантию, при условии, конечно, что мантия Венеры такая же как и на Земле. Это вполне разумное предположение, учитывая, что эти две планеты имеют одинаковую массу, размер и плотность. Но все же состав мантии Венеры не известен наверняка. Подобное явление, например, происходит на Луне, уточняет Коллинсон. Луна в основном составлена из мантии и не имеет атмосферы. Линии магнитного поля от Солнца проходят мантию Луны и затем влияют на то, что ученые считают лунным железным ядром.

Согласно второй версии, магнитные поля от объектов Солнечной системы действительно окутывают по кругу Венеру и ее ионосферу, но сталкиваются со скоплениями плазмы позади планеты. Как только два набора заряженных частиц начинают сталкиваться, это вызывает магнитное сжатие в одной из критических точек.

Так или иначе, области увеличенного магнетизма расположились бы по обе стороны от хвоста, указывая направления непосредственно «в» и «от» планеты. А эти области с увеличенной магнитной силой могли бы быть тем звеном, которое откачивает плазму и создает эти длинные разряженные области в ионосфере. Ученые продолжают исследовать вопрос о том, что же вызывает эти области пониженного магнитного давления. Подтверждение первой или второй версии, в свою очередь, поможет им понять Венеру, которая, как мы теперь увидели, настолько похожа на Землю, насколько и отличается от нее.

По информации NASA.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

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