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
Это первые подробные наблюдения такого рода
Астрономы впервые подробно проследили распространение ударной волны сверхновой сквозь плотное околозвездное вещество, включая момент прорыва этой оболочки. Наблюдения велись за сверхновой SN 2023ixf, чьим прародителем был красный сверхгигант, терявший до взрыва вещество. Статья опубликована в Nature.