Учёные впервые зафиксировали ключевой механизм, ответственный за утрату атмосферы Марса

Глобальная группа учёных под руководством планетолога Шеннон Карри из Университета Колорадо представила убедительные свидетельства процесса, посредством которого солнечный ветер уносит частицы атмосферы Марса в космос. Этот прорыв, основанный на анализе данных аппарата NASA MAVEN, собранных с сентября 2014 года, демонстрирует, как планета утратила до 90% своей атмосферы и водных ресурсов за миллиарды лет.

«Ионное распыление» происходит, когда ускоренные ионы солнечного ветра взаимодействуют с нейтральными атомами в атмосфере. Частицы получают достаточно энергии, чтобы преодолеть гравитационное притяжение и покинуть планету. На Марсе, лишённом глобального магнитного поля, как на Земле, этот процесс проходит интенсивнее — солнечный ветер легко «сдирает» атмосферные частицы. Ранее такой процесс не удавалось наблюдать из-за сложности единовременного измерения выброшенных атомов, ионов и электрического поля, а также учёта данных с дневной и ночной стороны планеты — эти возможности обеспечены только MAVEN.

Это изображение поверхности Марса было создано орбитальным аппаратом Viking 1 в 1976 году. Источник: NASA / JPL-Caltech

Исследователи сосредоточили внимание на аргоне, используя его как индикатор «распыления». На высоте более 350 км плотность этого газа изменялась в зависимости от ориентации электрического поля солнечного ветра, в то время как на меньших высотах оставалась стабильной. Это привело к изотопному дисбалансу: лёгкие изотопы аргона испарялись быстрее, оставляя избыток тяжёлых — явный признак потери атмосферы.

Решающим доказательством стали данные января 2016 года, когда мощная солнечная буря увеличила скорость утечки в четыре раза. Это подтвердило теорию о том, что в ранней Солнечной системе, при частых вспышках молодого Солнца, воздействие частиц солнечного ветра могло стать ключевой причиной утраты атмосферы.

«Распыление сейчас происходит в четыре раза быстрее, чем предполагали модели, — отмечают учёные. — В прошлом, при высокой солнечной активности, оно, вероятно, сыграло решающую роль в судьбе марсианской воды и сделало планету непригодной для жизни».

Это открытие позволит точнее восстанавливать климатическую историю Марса и оценивать потенциал обитаемости экзопланет. Следующие шаги включают анализ других атмосферных компонентов на основе данных MAVEN и сравнение этих данных с показателями новых миссий, таких как ExoMars.

Источник: iXBT