MESSENGER подтвердил существование магнитных бурь на Меркурии

Планетологи благодаря зонду MESSENGER подтвердили существование магнитных бурь на Меркурии, возникающих из-за возмущений магнитосферы планеты потоками солнечной плазмы. Во время бурь наблюдается сжатие планетарного магнитного поля и усиление кольцевого тока, текущего вблизи планеты. Статья опубликована в журнале Science China Technological Sciences.

Геомагнитные бури возникают как результат встречи Земли с выбросами солнечной плазмы и представляют собой сильное возмущение магнитосферы нашей планеты. Во время бурь происходит усиление кольцевого тока, создаваемого захваченными магнитным полем Земли ионами, который протекает в тороиде почти круглого поперечного сечения, расположенного на расстояниях 2–8 радиусов Земли от нашей планеты вблизи плоскости ее экватора. Мера интенсивности кольцевого тока обозначается как Dst-индекс (Disturbance storm time), характеризует величину изменений горизонтальной составляющей планетарного магнитного поля и пропорциональна полной кинетической энергии плазмы, запасенной в кольцевом токе. Помимо Земли усиление кольцевого тока во внутренней магнитосфере во время магнитных бурь характерно для Юпитера и Сатурна, причем в случае газовых гигантов ток течет в плазменном диске.

Меркурий также обладает собственным дипольным магнитным полем, оно самое слабое среди планет Солнечной системы — магнитный момент в три тысячи раз меньше земного. Магнитосфера ближайшей к Солнцу планеты была обнаружена в 1970-х годах аппаратом «Маринер-10», а данные межпланетной станции MESSENGER показали, что она напоминает земную магнитосферу во многих вещах, например магнитосферные структуры, такие как хвост магнитосферы и полярный касп, или динамические процессы. Однако долгое время у ученых отсутствовали наблюдательные подтверждения существования кольцевого тока Меркурия, которые появились совсем недавно. Полная энергия, переносимая магнитосферным кольцевым током Меркурия, тогда была оценена в (0,2−5)×10¹⁰ джоулей, а сила тока — в 1–31 килоампер. Таким образом, ученые подтвердили возможность существования магнитных бурь на планете, однако необходимы были новые доказательства.

Группа планетологов во главе с Цюган Цзуном (QiuGang Zong) из Института космической физики и прикладных технологий Пекинского университета сообщила, что им удалось подтвердить наличие магнитных бурь на Меркурии, анализируя данные, собранные магнитометром межпланетной станции MESSENGER. В период с 8 по 18 апреля 2015 года магнитное поле Меркурия было возмущено воздействием на нее рядом мощных корональных выбросов массы на Солнце, а 14 апреля станция MESSENGER оказалась очень близко к поверхности планеты и провела ряд измерения магнитного поля планеты.

Ученые выявили сильное сжатие планетарного магнитного поля в результате воздействия солнечной плазмы, а также интенсивную суббуревую активность, подтверждающую перенос массы и энергии из межпланетного пространства в магнитосферу Меркурия через ее хвост. Суммарная энергия магнитной бури на Меркурии была оценена в 10¹² джоулей, что на три порядка меньше, чем для типичных магнитных бурь на Земле. При этом, непосредственно перед сближением MESSENGER с планетой ученые наблюдали резкое и сильное уменьшение MDst-индекса, который аналогичен земному, что свидетельствует об усилении ассиметричного кольцевого тока.

Предполагается, что морфология этого тока на Меркурии может отличаться от кольцевого тока Земли из-за сильного воздействия со стороны солнечного ветра — меркурианский кольцевой ток течет, в основном, в экваториальной плоскости на ночной стороне планеты, но разделяется на две части в области средних широт на дневной стороне Меркурия.

Авторы заключают, что меркурианские магнитные бури более сложные, чем казалось ранее, и для их понимания необходимы новые всесторонние исследования. Ожидается, что их проведут аппараты европейской миссии «БепиКоломбо», которые сейчас направляются к планете.

О том, могут ли геомагнитные возмущения влиять на состояние человека, можно узнать из нашего материала «Буря в голове».

Александр Войтюк