Аппарат BepiColombo впервые подробно измерил поток солнечных частиц у поверхности Меркурия
Космический аппарат BepiColombo впервые с близкого расстояния измерил, как высокоэнергетические частицы солнечного происхождения проникают через магнитосферу Меркурия и достигают поверхности планеты. Наблюдения были выполнены во время четвёртого пролёта аппарата мимо Меркурия в сентябре 2024 года, когда он прошёл всего в 165 километрах над поверхностью.
BepiColombo — совместная миссия Европейского космического агентства ESA и Японского агентства аэрокосмических исследований JAXA. После восьмилетнего путешествия аппарат готовится перейти к основной фазе исследования Меркурия. В начале сентября 2026 года два научных орбитальных аппарата миссии — Mercury Planetary Orbiter и Mercury Magnetospheric Orbiter — отделились от перелётного модуля. Выход на орбиту Меркурия запланирован на ноябрь, а разделение двух орбитальных аппаратов — на декабрь.
За время перелёта BepiColombo шесть раз проходил рядом с Меркурием. Особенно ценным оказался четвёртый пролёт в сентябре 2024 года. В этот момент аппарат приблизился к планете значительно сильнее, чем будет находиться на своей будущей рабочей орбите.
С пролётом совпало крупное событие на Солнце, в результате которого к Меркурию пришёл поток ускоренных электронов и протонов. Это позволило прибору SIXS, разработанному и изготовленному в Финляндии, непосредственно измерить воздействие солнечных энергетических частиц на ближайшую к Солнцу планету.
SIXS предназначен для регистрации частиц и рентгеновского излучения. Его данные показали, что во время мощного солнечного события большое количество высокоэнергетических частиц способно проникать через сравнительно слабую магнитосферу Меркурия и выпадать на обширные области поверхности.
По словам руководителя научной группы SIXS и профессора космической физики Хельсинкского университета Эмилии Килпуа, четвёртый пролёт оказался уникальным сочетанием сразу двух обстоятельств. Аппарат находился исключительно близко к поверхности, и одновременно на Солнце произошло мощное событие, создавшее поток частиц.
В отличие от Земли, Меркурий практически не имеет атмосферы, которая могла бы защищать поверхность от такой бомбардировки. Поэтому солнечные энергетические частицы способны непосредственно взаимодействовать с породами планеты.
При попадании высокоэнергетических частиц в поверхность они могут выбивать из неё атомы и молекулы, а также вызывать появление рентгеновского излучения. Наблюдая эти процессы, учёные получают дополнительную информацию о химическом составе поверхности и о том, как внешняя среда изменяла Меркурий на протяжении его истории.
После выхода BepiColombo на постоянные орбиты несколько приборов миссии смогут одновременно изучать воздействие солнечных частиц, состояние магнитосферы и реакцию поверхности. Это позволит гораздо подробнее проследить связь между солнечной активностью и физическими процессами на Меркурии.
Наблюдения важны и для исследований космической погоды в окрестностях Земли. Магнитное поле Меркурия слабее земного, а его магнитосфера значительно компактнее. Поэтому условия около планеты в некотором отношении напоминают экстремальные ситуации, которые могут возникать возле Земли во время очень мощных солнечных бурь, когда земная магнитосфера сильно сжимается.
По словам профессора космической физики Университета Турку и заместителя руководителя проекта SIXS Рами Вайнио, данные BepiColombo могут помочь оценивать, насколько глубоко разрушительное корпускулярное излучение способно проникать в околоземную среду и атмосферу во время наиболее сильных проявлений космической погоды.
Полученные измерения также будут использоваться в работе финского Центра передового опыта по устойчивости к космической погоде, рассчитанного на 2026–2033 годы. В проекте участвуют исследовательские группы Эмилии Килпуа и Рами Вайнио.
После начала основной научной программы BepiColombo сможет многократно наблюдать подобные события уже с орбиты Меркурия. Это позволит выяснить, как интенсивность солнечных частиц меняется в различных частях магнитосферы, как они достигают поверхности и какое влияние оказывают на её химический и физический состав.
Исследование в журнале Nature Astronomy.