Недавно обнаруженные странные магнитные структуры в атмосфере Венеры меняют сложившееся в ученых понимание магнитной среды планеты.
Огромные магнитные деформации были зафиксированы космическим челноком «Экспресс», принадлежащим Европейскому Космическому Агентству. Им было дано название канатных потоков, растянувшихся на сотни миль в верхней части атмосферы, над полюсами планеты.
Канатные потоки замечались раньше и вокруг других планет, включая и Землю. Они переносят сверхраскаленный плазменный газ от одной стороны «каната» к другой. Несмотря на это, ученым неизвестно, почему данный феномен возник именно в атмосфере Венеры. Срок существования явлений, а также процесс их рассеивания остаются загадкой.
«Это большая неожиданность», пишет руководитель исследования Тилон Жанг, являющийся членом научных сообществ Китая и Австрии, в электронном сообщении сайту space.com.
Извивающиеся магнитные линии
Магнитные канатные потоки появляются из извивающихся линий магнитного поля. Они были зафиксированы в магнитных полях по всей Солнечной системе.
Земные канатные потоки формируются на лицевой части планеты, находящейся напротив Солнца. Поток заряженных частиц, известный под названием солнечного ветра обтекает планету, создавая при этом «магнитный хвост» частичного циклона на другой стороне Земли.
Периодические солнечные вспышки, известные как выброс коронального вещества, возникают из разновидности канатного потока. Эти хрупкие структуры находятся на поверхности Солнца, транспортируя вещество и сверхраскаленный газ от одной части светила к другой. Ученые считают, что вспышки на Солнце происходят по причине нестабильности канатных потоков.
Венера отличается от большинства планет Солнечной системы, так как не имеет собственного магнитного поля. Жанг говорит, что ионосфера (верхняя часть атмосферы) исполняет функцию щита от действия солнечного ветра.
Когда в атмосфере Венеры давление выше, чем внутри прибывающего солнечного ветра, ионосфера считается «не намагниченной», то есть свободной от всех, кроме самых маленьких, магнитных структур.
Ионосфера Венеры остается в таком состоянии большинство времени, до того момента, когда давление внутри поля солнечного ветра не достигнет высших показателей, чем окружающая атмосфера, и не намагнитит ее. В этих условиях небольшие канатные потоки могут формироваться в результате повышения скорости солнечного ветра, проносящегося над более медленной ионосферой, говорят ученые.
«Атмосфера наполнена этими небольшими (около километра в поперечнике) канатными потоками», говорит Кристофер Расселл в интервью сайту space.com. Расселл является космическим физиком в Калифорнийском Университете и одним из членов исследовательской команды Жанга.
«Эти размеры могут показаться огромными для человека, идущего по улице, но в масштабах ионосферы их объем незначителен», говорит Расселл, который также был главным исследователем миссии НАСА, первой обнаружившей эти структуры (конец 1970-х – начало 1980-х годов).
Тем не менее, о существовании гигантских канатных потоков было неизвестно вплоть до запуска «Экспресса», орбита которого отличалась от пути вращения аппарата предыдущей миссии. Предполагается, что в основе данного явления находятся совсем другие процессы.
Многократные канатные потоки
«Экспресс» заметил гигантские канатные потоки в намагниченных областях ионосферы Венеры над ее полюсами. В этих точках магнитные области ближе всего подходят к поверхности планеты. В соответствии с данными аппарата, эти потоки случаются «достаточно часто», а их длина составляет сотни миль, что соответствует толщине ионосферы.
Ученые установили, что канатные потоки формируются из солнечных частиц на стороне планеты, скрытой от светила, в «магнитный хвост». Когда магнитное поле потоков свертывается в более плотную спираль, они перемещаются от экваториальной области к полюсам.
«Это, скорее всего, связано с процессом перестройки соединений, суть которого заключается в том, что магнитные линии соединяются, формируя новую конфигурацию», говорит Расселл. На Земле именно это выступает движущей силой эффектного северного сияния, которое также берет начало в «магнитном хвосте».
По прибытии к полюсам канатные потоки Венеры создают местное магнитное поле, которое сильнее основного, добавляет Расселл. Чтобы лучше понять сам процесс, ученые разрабатывают статистический обзор для вычисления частоты возникновения канатных потоков в ионосфере Венеры, а также места их дислокации.
Жанг, являющийся главным исследователем, работающим с магнитометром на «Экспрессе», заметил, что гигантские канатные потоки ранее замечались в атмосфере Марса, но только в южном полушарии планеты. Марс, как и Венера, не имеет всепланетного магнитного поля.
«Наблюдения за формированием больших канатных потоков на Марсе может поднять спекулятивные вопросы, связанные с таким же процессом на Венере», говорит Жанг, но добавляет также, что прямой зависимости пока что не зафиксировано.
По крайней мере, одно исследование, в соответствии с докладом Жанга, описывает связь между магнитными скалами Марса и канатными потоками, обнаруженными в атмосфере Красной Планеты.
Но окружающая среда Марса сильно отличается от той, что на Венере, поэтому причина возникновения гигантских канатных потоков на последней может оказаться другой.
Жанг работает для Университета Науки и Технологии Китая, а также для Австрийской Академии Наук. Другие члены его научной команды представляют Австрию, США, Китай и Англию.
