Глобальная пылевая буря на Марсе в 2018 году намекнула на возможное влияние Солнца на погоду планеты

Солнечные бури могут влиять на погоду на Марсе, когда происходят одновременно с мощными пылевыми бурями. К такому выводу впервые пришли исследователи, обнаружив признаки повышения температуры в нижних слоях атмосферы Красной планеты во время совпадения двух событий.

Результаты исследования были представлены на Национальном астрономическом съезде Королевского астрономического общества в Бирмингеме. Учёные считают, что полученные данные могут указывать на гораздо более сложную атмосферу и погодную систему Марса, чем предполагалось ранее.

Единственное событие выделилось среди пяти

Команда астрономов из Ланкастерского университета, Лестерского университета и Института астрофизики Андалусии изучила пять событий, связанных с потоками солнечных энергичных частиц на Марсе. Исследователи хотели выяснить, способны ли длительные потоки высокоэнергичных частиц нагревать нижнюю атмосферу планеты, где происходят основные погодные процессы.

Четыре события не показали явных признаков такого воздействия. Однако пятое, произошедшее в июне 2018 года, неожиданно совпало с расширяющейся глобальной пылевой бурей, которая в итоге привела к прекращению работы марсохода NASA Opportunity.

Именно во время этого события исследователи обнаружили признаки нагрева нижних слоёв атмосферы Марса.

«Мы ожидали, что эти высокоэнергичные частицы могут оказывать некоторое влияние на температуру в нижней атмосфере Марса, однако в четырёх из пяти изученных событий не нашли явных свидетельств нагрева. Единственное исключение произошло в тот момент, когда по планете распространялась глобальная пылевая буря», — рассказала Лана Уильямс, аспирантка Ланкастерского университета и руководитель исследования.

Как солнечные частицы могут влиять на атмосферу Марса

Для анализа учёные использовали данные космического аппарата NASA MAVEN и орбитального аппарата Европейского космического агентства Trace Gas Orbiter. MAVEN изучает взаимодействие солнечного ветра с верхними слоями атмосферы Марса, а Trace Gas Orbiter исследует состав и структуру марсианской атмосферы.

Наблюдения сравнивали с ожидаемыми температурными профилями, рассчитанными с помощью климатической базы данных Марса. Исследователи анализировали изменения температуры до, во время и после пяти длительных событий, связанных с потоками солнечных энергичных частиц.

Учёные подчёркивают, что одного наблюдения недостаточно для доказательства причинно-следственной связи. Тем не менее полученные данные указывают на возможность того, что космическая погода и марсианские пылевые бури могут совместно воздействовать на нижнюю атмосферу Красной планеты.

Марс особенно уязвим перед солнечными частицами

Потоки солнечных энергичных частиц возникают, когда солнечные вспышки и корональные выбросы массы выбрасывают в космос высокоэнергичные заряженные частицы. Марс особенно сильно подвержен их воздействию, поскольку обладает очень разреженной атмосферой и не имеет мощного глобального магнитного поля, способного защищать планету от солнечной радиации так, как это происходит на Земле.

Предыдущие исследования показали, что солнечные энергичные частицы могут влиять на верхние слои марсианской атмосферы, вызывая ионизацию, диффузные полярные сияния и нарушения радиосвязи. Однако их возможное воздействие на нижнюю атмосферу, где формируется погода, до сих пор изучено значительно хуже.

Пылевые бури сами по себе способны нагревать отдельные слои марсианской атмосферы, поскольку частицы пыли поглощают солнечный свет. Однако характер нагрева, зафиксированный во время совпадения солнечного события и глобальной пылевой бури 2018 года, оказался необычным и не мог быть полностью объяснён только бурей.

Неожиданное совпадение событий

Изначально исследователи не планировали изучать пылевые бури. Учёные обратили внимание на глобальную бурю только после того, как обнаружили признаки нагрева во время одного из пяти событий, связанных с солнечными энергичными частицами, но не нашли аналогичного эффекта в остальных случаях.

«Пылевые бури изначально не входили в наше исследование, поэтому обнаружение бури, происходившей одновременно с нагревом атмосферы, стало неожиданностью. Это указывает на то, что атмосфера и погода Марса могут реагировать на несколько событий, происходящих одновременно, а не на каждый источник нагрева независимо», — отметила Уильямс.

Астрономы подчёркивают, что вывод пока остаётся предварительным. Чтобы подтвердить возможную связь, потребуются новые наблюдения событий, связанных с потоками солнечных энергичных частиц, которые будут происходить одновременно с марсианскими пылевыми бурями.

Новая подсказка для климатических моделей Марса

По словам исследователей, возможное взаимодействие солнечных энергичных частиц, пылевых бурь и нагрева нижней атмосферы Марса ранее практически не изучалось.

Полученные результаты указывают, что атмосфера и погодная система Красной планеты могут быть значительно сложнее, чем показывают исследования солнечной активности или пылевых бурь, рассматривающие эти явления по отдельности.

Понимание совместного воздействия нескольких факторов поможет улучшить модели марсианской атмосферы и интерпретировать будущие наблюдения за температурой планеты во время периодов повышенной солнечной активности и мощных пылевых бурь.