Вот уже 14 лет европейский КА «Марс-Экспресс» наблюдает истечение из атмосферы Марса ионов кислорода и углекислого газа с целью лучшего понимания процессов, приводящих к потере Красной планетой атмосферы. Новое исследование обнаружило неожиданный эффект, в котором ультрафиолетовое излучение Солнца играет более важную роль, чем представлялось ранее.

«Мы привыкли думать, что убегание ионов происходит за счет эффективного переноса энергии солнечного ветра через индуцированный магнитный барьер в ионосферу, – сказал Робин Рамстад (Robin Ramstad) из Шведского института физики космоса, ведущий автор исследования. – С одной стороны, мы действительно видим, что увеличение темпов ионизации атмосферных газов, вызванное солнечным ультрафиолетом, защищает атмосферу планеты от энергии, приносимой солнечным ветром, а с другой – из-за низкой гравитации Красной планеты (примерно втрое меньшей земной) требуется очень мало энергии, чтобы ионы могли убежать в космос и сами по себе».

Ультрафиолетовое излучение Солнца ионизирует больше атомов, чем может быть унесено солнечным ветром. Хотя увеличение производства ионов помогает защитить нижние слои атмосферы от энергии, приносимой солнечным ветром, нагрев электронами выглядит достаточно эффективным, чтобы увлечь ионы прочь в виде «полярного ветра». Слабое гравитационное поле Марса не может удержать эти ионы, и они легко истекают в космос независимо от наличия дополнительной энергии, сообщаемой солнечным ветром. 

На Венере, чье гравитационное поле близко к земному, требуется намного больше энергии, чтобы преодолеть притяжение планеты. Ионы, возникшие на дневной стороне, скорее всего, вернутся обратно на ночной стороне, если только не получат дополнительного ускорения. Таким образом, на Марсе темпы убегания ионов из атмосферы определяются темпами их производства, а не поступающей энергией, а на Венере, напротив, энергией, а не производством, благодаря ее более мощному гравитационному полю.

Таким образом, оказывается, что солнечный ветер внес незначительный прямой вклад в потерю Марсом атмосферы – скорее всего, он лишь дополнительно ускорял атмосферные ионы, уже покидающие Красную планету. 

«Возможно, для защиты атмосферы планеты не так важно магнитное поле, как собственная гравитация планеты, которая определяет, насколько хорошо могут удерживаться ионы, возникшие в результате ионизации атмосферных газов ультрафиолетовым излучением, независимо от силы солнечного ветра», – сказал Дмитрий Титов из научной команды «Марс-Экспресс».

Источник: http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Mars_Express/Leaky_atmosphere_linked_to_lightweight_planet

Оригинальное исследование: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017JA024306/full