Физические поля Марса и Венеры

Наблюдая за текущими темпами потери двух атмосфер, ученые-планетологи надеются, что они смогут смоделировать картину прошлого и понять, какими были атмосферы Венеры и Марса. «Эти результаты дают нам возможность представить эволюцию планетарного климата», – говорит Дэвид Брейн, принимавший участие в исследовании физики плазмы в VenusExpress и исследователь ASPERA на Марсе и VenusExpress в Калифорнийском университете в Беркли. [2]«Это связано с тем, что плотность ионосферы на высоте 250 км на удивление похожа», – говорит ТилонгЧжан, главный исследователь магнитометра VenusExpress в InstitutfürWeltraumforschung (IWF), ÖsterreicheAkademiederWissenschaften, Австрия. Ионосфера – этооболочка из электрически заряженных частиц, созданная воздействием солнечного света на верхние слои атмосферы планеты [2].Однако близость Венеры к Солнцу вносит свои коррективы. Солнечный ветер разжижается по мере движения в космосе, поэтому чем ближе к Солнцу он встречается, тем более концентрированной становится его сила. Это создает более сильное магнитное поле, заставляя убегающие атмосферные частицы коллективно двигаться, подобно движению жидкости.На Марсе более слабое поле означает, что убегающие частицы действуют как индивидуумы. «Это фундаментальное различие между двумя планетами», – говорит Стас Барабаш, главный исследователь ASPERA на MarsExpress и VenusExpress, Шведский институт космической физики [7].Еще одно яркое различие между Марсом и Венерой заключается в том, что Марс демонстрирует сильные мелкомасштабные магнитные поля, запертые в коре планеты. В некоторых регионах эти «карманы» защищают атмосферу, в других же они помогают направлять атмосферу в космос [2].Сложность различных процессов, выявленных на Венере и Марсе, усложняет планетологамполучить полную картину. «Впереди будет еще много результатов», – говорит Барабаш.Кроме этого, существует множество различных механизмов, которые могут заставить атмосферные частицы улетучиваться. Чтобы исследовать все это, потребуется время. «Чем дольше космические корабли работают вместе, тем дольше мы можем наблюдать и видеть, что происходит на самом деле», – говорит Брэйн [2].Общие черты индуцированных магнитосферВенеры иМарса:1. Они формируются вокруг не намагниченного (или слабо намагниченного) препятствия со значительной атмосферой / ионосферой.2. Ионосфера с высокой проводимостью и процесс захвата ионов – это два основных процесса формирования индуцированной магнитосферы.3. Индуцирование часто характеризуется внезапным увеличением напряженности магнитного поля, изменением состава плазмы (от восходящей к ионосферной плазме), а также уменьшением возбуждения магнитного поля и потока электронов.4. Магнитосферы в основном контролируется свойствами восходящего потока (ориентацией поля и динамическим давлением) и EUV-потоком [1].Измерения тепловой утечки показывают, что на Марсе водород в значительных количествах может улетучиться через экзосферу. Это указывает на причинуослабления магнитосферы.Эксперименты ASPERA на Марсе и Венере Экспресс впервые обеспечивают синхронные измерения выхода планетарных ионов при низких энергиях.Первые оценки полного выхода ионов показывают значения:для Венеры: 1025 ионов/с (7,6 т / сутки)для Марса: 3x1024 ионов/с (6,6 т / сутки)Текущие коэффициенты ускользания водорода составляют 2,2 для Венеры и 20 для Марса, что указывает на устойчивое состояние окисления Венеры и продолжающееся окисление почвы для Марса.ЗаключениеИнтерес к физическим полям Венеры и Марса основан на значительных различиях в атмосферной эволюции планет земной группы.Открытие глобальных кольцевых магнитных полей как на Марсе, так и на Венере пролило новый свет на глобальную морфологию индуцированных магнитосфер, а также на образования ночной ионосферы и ускользание планетных ионов. Однако остается много вопросов для будущих исследований, таких как характеристики петлевого поля, петлевое поле в дневной ионосфере и замыкание петлевых токов поля. Также будет очень интересно изучить взаимосвязь между петлевыми токами поля и образованиями ночной ионосферы и улетучиванием планетарных ионов с Марса и Венеры.Список использованных источниковAndersson, L., Ergun, R. E., Delory, G. T., Eriksson, A., Westfall, J., Reed, H., McCauly, J., Summers, D., & Meyers, D. (2015). TheLangmuirProbeandWaves (LPW) instrumentfor MAVEN. SpaceScienceReviews, 195, 173– 198. Режим доступа: https://doi.org/10.1007/s11214-015-0194-3(Дата обращения 08.04.2021).Glyn A. Collinson «Venushaspotential – butnotforwater». Режим доступа: http://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Venus_Express/Venus_has_potential_but_not_for_water (Дата обращения 08.04.2021)Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет. М.:Наука,1983.Знаете ли вы? 12 интересных фактов о Марсе. Режим доступа:https://universemagazine.com/824/(Дата обращения 08.04.2021).Ксанфамалити Л.В. Парад планет. М.:Наука,1997.Маров М.Я. Планеты Солнечной системы. М.: Наука,1981.Хантч, М. Х., и Бауэр, С. Дж. (1990). Солнечный контроль ионосферы Марса. Планетарная и космическая наука, 38, 539–542. Режим доступа:https://doi.org/10.1016/0032-0633(90)90146-h(Дата обращения 07.04.2021).