Нові подробиці про незвичайне магнітне поле Венери розкриває сонячна місія

Solar Orbiter, спільна місія НАСА та Європейського космічного агентства (ЄКА), дозволить зробити нові революційні відкриття про Сонце, включаючи найближчі зображення Сонця і перші зображення його полюсів. Але місія також робить деякі нові відкриття про нашу планету-сусідку Венеру.

Про це розповідають в Лабораторії прикладної фізики (APL) Університету Джона Хопкінса в Лорелі, штат Меріленд.

Новий аналіз даних Solar Orbiter, зібраних під час першого обльоту Венери в грудні минулого року, показує, що унікальне магнітне середовище планети, яке не генерується планетою самостійно, все ще є досить сильним, щоб прискорити частинки до мільйонів кілометрів на годину.

Вчені заявляють, що це відкриття, недавно опубліковане в журналі "Астрономія та астрофізика", підкреслює важливість вивчення різноманітності магнітних полів у Всесвіті та може бути цінним для вивчення планет в інших зоряних системах.

На відміну від Землі, яка має власне магнітне поле, що утворюється розплавленим матеріалом всередині її ядра, Венера у себе генерує магнітне поле завдяки взаємодії сонячного вітру з іоносферою планети – атмосферної області, заповненої зарядженими атомами. Заряджені атоми створюють електричний струм. Коли сонячний вітер проноситься над Венерою, він взаємодіє з цими струмами, виробляючи повноцінну магнітосферу навколо планети.

"Це свого роду дивна, індукована магнітосфера", - сказав Роберт Аллен, космічний фізик з Лабораторії прикладної фізики та провідний автор дослідження.

Попри те, що вчені знали про цю незвичайну магнітосферу завдяки польотам до Венери, що виконувалися з 1960-х до 1980-х років, все ще існує багато невідомого. Сонячний вітер, наприклад, тягне магнітосферу планети за собою, утворюючи «хвіст», відомий як магнітохвіст. Але наскільки далеко може простягатися індукована магнітосфера перед тим, як вона розпадеться?

"Це набагато більш нестабільна система", що закручується та рухається хвилеподібно із сонячним вітром, пояснив Аллен.

Магнітні поля також прискорюють заряджені частинки, такі як електрони і протони. Але чи індукована магнітосфера прискорює частинки так само – і до таких самих швидкостей – як внутрішня?

Тут з′являється Solar Orbiter.

"Місія Solar Orbiter виведе його з екліптичної площини, в якій обертаються планети, щоб побачити полюси Сонця", - каже Тереза Нівс-Чінчілла, науковий співробітник проекту Solar Orbiter в Центрі космічних польотів NASA в Грінбелті, штат Меріленд. "Але для цього нам потрібна допомога Венери".

У той час, як інші космічні апарати, включаючи сонячний зонд Parker та MESSENGER, ковзають навколо Венери, використовуючи її гравітацію, щоб рухати або уповільнювати космічний апарат, Solar Orbiter підійшов ззаду планети й пролетів над її північним полюсом, щоб вивернути космічний апарат з екліптичної площини Сонячної системи, щоб він зміг побачити полюси Сонця.

"Нам пощастило, що у нас така траєкторія, яку ніхто не хотів використовувати", - сказав Аллен зі сміхом. "Саме характер того, як ми використовуємо цей проліт, привів нас до цієї області, яка начебто була невикористаною".

Solar Orbiter виявив, що магнітне поле Венери простягається принаймні на 300 000 кілометрів позаду планети – приблизно на відстань від Землі до Місяця. Це мало у порівнянні з магнітохвостом Землі, який простягається більш ніж удвічі далі. Попри розмір і нестабільність магнітного поля, Solar Orbiter виявив, що на такій відстані від планети воно прискорює частинки до швидкості у понад 8 мільйонів кілометрів на годину.

Команда виявила кілька механізмів, що рухають частинки, і всі вони зустрічаються в таких магнітосферах, як у Землі. Наприклад, хвилі, що рухаються вздовж ліній магнітного поля, часом збігалися зі швидкістю обертання заряджених частинок навколо цих ліній, що надавало частинкам додатковий поштовх. В інших випадках турбулентність в магнітному полі або частинки, що потрапили в струмові листи – електричні струми, обмежені поверхнею – передавали достатньо енергії, щоб частинки могли вилітати зі швидкістю майже 11 мільйонів кілометрів на годину.

"Той факт, що така порівняно невелика система все ще має таку кількість механізмів, що прискорюють частинки до цього енергетичного діапазону, для мене дивовижний і дійсно цікавий", - сказав Джордж Хо, космічний фізик APL і головний дослідник Надтермічного іонного спектрографа (SIS), який є частиною набору приладів Детектора енергійних частинок на Solar Orbiter.

Знання того, що вони існують навіть у цьому індукованому магнітному полі, є показовим. Це частина більших зусиль зі зрозуміння всього зоопарку магнітосфер у Всесвіті, сказав Хо, зусилля, яке може допомогти нам зрозуміти, які магнітні явища можуть відбуватися навколо екзопланет в інших зоряних системах, які все ще неможливо спостерігати безпосередньо.

"Ми знаємо, що в нашій системі Венера є єдиною планетою з таким видом установки", - сказав Аллен. "Але, дивлячись на всі відкриті нами екзопланети, хто знає, що ми побачимо, як тільки ми зможемо почати досліджувати магнітосфери навколо екзопланет".

Solar Orbiter знову пролетить біля Венери цього серпня, буквально за день до того, як повз планету пролетить BepiColombo – місія до Меркурія ЄКА та Японського агентства аерокосмічних досліджень. Обидва космічні апарати будуть збирати дані про Венеру по дорозі, даючи вченим рідкісне уявлення з двох точок про те, як ці явища змінюються з часом і як вони відрізняються перед планетою та позаду неї.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.