Наземное возрастание солнечных космических лучей впервые увидели сразу на Земле, Луне и Марсе
Оно возникло из-за сильной солнечной вспышки и выброса плазмы
Китайские астрономы сообщили о первом случае регистрации наземного возрастания солнечных космических лучей на Земле, Луне и Марсе. Само по себе событие не было очень мощным и возникло в октябре 2021 года из-за сильной вспышки и коронального выброса массы на Солнце. Статья опубликована в журнале Geophysical Research Letters.
Когда на Солнце происходят мощные вспышки или корональные выбросы массы, то в гелиосфере наблюдается возрастание интенсивности энергетических частиц солнечных космических лучей (в основном это протоны), которые способны негативно влиять на здоровье астронавтов или электронику космических аппаратов и кораблей. При этом могут возникать события наземного возрастания солнечных космических лучей (GLE-событие), когда ускоренные протоны с энергиями от пятисот мегаэлектронвольт до нескольких гигаэлектронвольт способны достичь поверхности Земли, порождая в атмосфере множество вторичных частиц, что обнаруживается наземными детекторами. Такие события относительно редки, с 1942 года их зарегистрировано 73 штуки.
Группа астрономов во главе с Го Цзиннань (Jingnan Guo) из Научно-технического университета Китая опубликовала результаты анализа наблюдений первого случая регистрации наземного возрастания солнечных космических лучей на поверхностях сразу трех небесных тел — Земли, Луны и Марса. Речь идет о событии GLE73, которое произошло 28 октября 2021 года и связано с солнечной вспышкой класса X1.0 и сопровождавшим ее мощным корональным выбросом массы. Ученые рассматривали данные, полученные прибором LND на борту китайской станции «Чанъэ-4» на поверхности обратной стороны Луны, инструментом CRaTER на борту орбитального лунного зонда LRO, детектором RAMIS на спутнике Eu:CROPIS на полярной 600-километровой околоземной орбите, а также детектором RAD на борту марсохода «Кьюриосити».
Поскольку Луна не имеет глобального магнитного поля или плотной атмосферы, то солнечные космические лучи могут достигать ее поверхности напрямую, а также взаимодействовать с реголитом, порождая вторичные частицы. У Марса тоже отсутствует глобальная магнитосфера, однако есть тонкая атмосфера, в которой солнечные космические лучи способны терять часть энергии и генерировать вторичные частицы, которые, как и в случае Луны, будут возникать и при взаимодействии первичных частиц с грунтом.
В случае околоземной орбиты измеренная общая доза поглощенного излучения от солнечных космических лучей составила 10,474 миллигрей, околомарсианской — 9,186 миллигрей, окололунной — 31,191 миллигрей. На показания детектора RAMIS, скорее всего, влиял тот факт, что он находился за трехмиллиметровым алюминиевым экраном, в то время как CRaTER был наименее экранированным детектором.
В случае лунной поверхности измеренная доза поглощенного излучения составила около 17 миллигрей, при этом значение смоделированной дозы составляет около 11 миллигрей. Для поверхности Марса поглощенная доза составила 0,288 миллигрея, при этом наиболее верная по мнению ученых модель дает значение дозы 0,315 миллигрея. Ученые отмечают, что радиационный эффект GLE73 по сравнению с другими GLE-событиями не выглядит очень большим, возможно из-за недостаточной эффективности ускорения частиц во время выброса или вспышки.
Считается, что острая лучевая болезнь развивается у человека, если его тело получит дозу выше 700 миллигрей одномоментно или за короткое время. Ни одно из событий типа GLE на Марсе не преодолело этот порог по измеренной дозе, а вот на Луне 12 из 67 событий превысили этот уровень. Для лучшего понимания угрозы таких событий для астронавтов и техники, а также создания более точных моделей, необходимо продолжать мониторинг радиационной обстановки как на Земле, так и в межпланетном пространстве и на поверхности других небесных тел.
Ранее мы рассказывали о том, как десять космических аппаратов отследили путешествие солнечной плазмы по Солнечной системе.
Его смогут увидеть с поверхности Марса и будущие астронавты
Орбитальный аппарат Trace Gas Orbiter первого этапа европейско-российской программы «ЭкзоМарс» впервые зарегистрировал в верхней атмосфере Марса ночное свечение молекулярного кислорода. Оно поможет оценить плотность атомов кислорода и ее динамику в средней атмосфере Марса и будет видно будущим астронавтам, оказавшимся на планете. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy. Мезосфера Венеры и Марса до сих пор плохо изучена, поскольку данных наблюдений мало и согласовать их с текущими теоретическими моделями глобальной циркуляции удается плохо. Ученых интересует состав, характер течений и динамика мезосфер, чтобы лучше понимать структуру атмосфер планет земной группы и то, почему они по-разному эволюционируют. Разобраться в процессах в верхних слоях атмосфер планет можно при помощи наблюдений за различными свечениями. Например, излучение молекулярного кислорода в полосах Герцберга наблюдалось на ночной стороне Земли, замечалось на ночной стороне Венеры, но еще не наблюдалось на Марсе, для которого может выступать маркером меридионального переноса атомов кислорода между полушариями и нисходящего атмосферного потока в полярных регионах планеты зимой. Группа планетологов во главе с Жан-Клодом Жераром (Jean-Claude Gérard) из Льежского университета сообщила, что впервые обнаружила ночное свечение кислорода в атмосфере Марса при помощи спектрометра NOMAD, установленного на борту орбитального аппарата Trace Gas Orbiter. Наблюдения велись в период с марта 2020 года по октябрь 2022 года. Свечение кислорода в полосах Герцберга II было замечено на нескольких орбитах, на длинах волн от 400 до 600 нанометров, и наблюдается на высотах от 34 до 66 километров. Излучение, в основном, исходит из области на высотах 35-59 километров, с пиком на высоте 42 километра. Возникает оно, по мнению ученых, при рекомбинации атомов кислорода, возникших на высоте около 70 километров в летнем полушарии планеты при фотодиссоциации молекул углекислого газа, которые затем переносятся при помощи ячейки Хэдли в высокие широты Марса, где царит зима. Ученые также отмечают, что ночное свечение кислорода, обладающее зеленоватым цветом, будет доступно для наблюдений невооруженным глазом с поверхности Марса или с околомарсианской орбиты во время полярной зимы. Ранее мы рассказывали о том, как станция Al Amal открыла новый вид сияний на Марсе.
