Текучесть атмосферы связана с «легкостью» планеты
V-kosmose.com

Текучесть атмосферы связана с «легкостью» планеты

Текучесть атмосферы связана с «легкостью» планеты

Иллюстрация утечки ионов с Марса. Солнечные УФ-лучи отделяют электроны от атомов и молекул (синие частички), создавая область электрически заряженного ионизированного газа – ионосфера. Этот ионизированный слой непосредственно контактирует с солнечным ветром и его магнитным полем для создания индуцированной магнитосферы, замедляющей частички

Низкая гравитация и отсутствие магнитного поля в Красной планете приводят к тому, что внешний атмосферный слой легко удаляется солнечным ветром. Однако последний обзор от Марс-экспресс показывает, что звездное излучение играет интересную роль в этом процессе.

Можно заметить, что атмосферы скалистых планет во внутренней системе развивались по-разному за 4.6 млрд. лет. Именно этот момент является ключевым в понимании того, что делает планету пригодной для жизни. Земля отличается огромным запасом воды, а вот Марс потерял большую часть атмосферы на раннем этапе развития и превратился в холодную пустыню. Вспомним также Венеру, у которой есть атмосфера, но она настолько токсичная, что при вхождении не выдерживают земные аппараты.

Одна из защитных оболочек атмосферы – внутреннее магнитное поле. Оно отбивает заряженные частички солнечного ветра, вырезая «пузырь» (магнитосфера). Марс и Венера не генерируют внутренние магнитные поля, поэтому в качестве главного препятствия выступает ионосфера. Солнечные УФ-лучи отделяют электроны от атомов и молекул, создавая область электрически заряженного ионизированного газа – ионосфера. На Красной планете и Венере этот ионизированный слой контактирует с солнечным ветром и его магнитным полем для создания индуцированной магнитосферы, замедляющей частички.

В течение 14 лет Марс-экспресс исследовал заряженные ионы, вроде кислорода и двуокиси углерода, вытекающих из космоса, чтобы лучше разобраться в скорости, с которой отдаляется атмосфера. Анализ показал, что УФ-лучи играют более значительную роль, чем думали раньше.

Фактически, ученые видят, что увеличенное производство ионов, вызванное УФ-лучами, защищает планетную атмосферу от энергии, переносимой солнечным ветром. Однако нужно совсем мало энергии, чтобы ионы сбежали сами по себе при низкой гравитации.

Ионизирующая природа солнечных лучей вызывает больше ионов, чем удаляется ветром. Это помогает защитить нижний атмосферный слой, но создается «полярный ветер». Из-за слабой гравитации Марс не может удержаться на этих ионах, и они легко сбегают в пространство, несмотря на пополнение от солнечного ветра.

Венера по гравитации больше похожа на Землю, поэтому для этого процесса требуется гораздо больше энергии. Результаты говорят о том, что ионный побег с Марса ограничен производством, а не энергией. А вот на Венере все наоборот. То есть, солнечный ветер обладает лишь небольшим влиянием на объем марсианской атмосферы.

Это наводит на мысль, что магнитное поле может быть не таким уж и важным для защиты атмосферы планеты. Тогда роль достается гравитации, определяющей, насколько хорошо она будет удерживаться на атмосферных частичках, независимо от силы звездного ветра.