В последние недели Солнце стало настолько агрессивным, что Земля неоднократно подвергалась бомбардировке радиацией и частицами, испускаемыми извержениями солнечной плазмы.
Но Земля – не единственная планета, пострадавшая от солнечных бурь. Марс, находящийся всего в 1,5 раза дальше Земли от Солнца, также подвергся воздействию огромных выбросов частиц, выброшенных через Солнечную систему.
Магнитная среда и атмосфера Красной планеты намного слабее, чем у Земли, поэтому последствия солнечных бурь там выглядят немного иначе. Но такие инструменты, как те, что установлены на орбитальном аппарате MAVEN, зарегистрировали эти эффекты – и теперь мы можем использовать эти данные для понимания радиационной среды на Марсе и того, как она может повлиять на будущих исследователей-людей.
«Это было крупнейшее событие, связанное с солнечными энергетическими частицами, которое когда-либо видел MAVEN», — говорит физик Кристина Ли из Калифорнийского университета в Беркли. «За последние недели произошло несколько солнечных событий, поэтому мы видели волну за волной частиц, поражающих Марс».
Здесь, на Земле, самые большие последствия наблюдались в начале мая, когда в нашем направлении были извержения, известные как корональные выбросы массы (КВМ) – огромные выбросы солнечной плазмы и магнитных полей, которые иногда происходят одновременно с солнечными вспышками.
Результатом стала впечатляющая гамма цветов полярного сияния, видимая на широтах, обычно недоступных для подобных зрелищ, когда солнечные частицы запутывались в магнитном поле Земли и падали на атмосферу Земли, где взаимодействие с ее частицами создавало потрясающее световое шоу.
Область солнечных пятен, ответственная за эти извержения, впоследствии переместилась на дальнюю сторону Солнца, но наша родительская звезда не закончила со своими махинациями. 20 мая на обратной стороне Солнца произошло абсолютно огромное извержение, вспышка, по оценкам, X12, что сделало бы ее одной из самых мощных солнечных вспышек, когда-либо обнаруженных. Сразу после этого извергся выброс КВМ – и Марс оказался на линии огня.
Свет от вспышки прибыл первым, окунув Марс в солнечное рентгеновское и гамма-излучение. Частицы КВМ движутся существенно медленнее скорости света, поэтому прибыли немного позже, вызвав полярные сияния в марсианской атмосфере.
У Марса нет глобального магнитного поля, как у Земли. У него нет оперативной внутренней деятельности – динамо – для его производства. На Земле магнитное поле ускоряет солнечные частицы к полюсам, где они опадают в ионосферу. Вот почему активность полярных сияний сосредоточена в более высоких широтах.
Поскольку на Марсе нет магнитного поля, способного на такое, полярные сияния там имеют тенденцию быть глобальными. Но есть одна загвоздка. Получающиеся в результате «световые шоу» происходят в ультрафиолете, то есть мы не сможем увидеть их невооруженным глазом.
К счастью, у нас есть спутники, вращающиеся вокруг Красной планеты, которые могут это сделать. MAVEN фиксирует постоянные ультрафиолетовые колебания в марсианской атмосфере, когда в нее врезаются волна за волной солнечные частицы.
Находившиеся на поверхности марсоходы также измерили приток радиации от вспышки. Атмосфера Земли блокирует попадание самого энергичного света на поверхность, но объем атмосферы, окружающей Марс, составляет менее 1 процента объема Земли, не оставляя почти никакой защиты от солнечных лучей.
После гигантской вспышки детектор радиационной оценки Curiosity зафиксировал всплеск радиации до 8100 микрогрей – эквивалент 30 рентгеновских снимков грудной клетки одновременно и самый большой всплеск, зарегистрированный марсоходом. Такой всплеск не будет смертельным, но и не очень полезен для здоровья.
На самом деле черно-белые изображения Curiosity, полученные во время урагана, заполнены «снегом» — статическим электричеством, создаваемым заряженными частицами, взаимодействующими с камерой.
Это измерение дает ученым, работающим над разработкой миссии на Марс, ключевые данные для понимания того, в какую радиационную среду могут попасть исследователи, что может помочь разработать стратегии предотвращения или защиты от скачков напряжения.
«Скалы или лавовые трубы обеспечат дополнительную защиту астронавта от такого события. На орбите Марса или в глубоком космосе мощность дозы будет значительно больше», — говорит физик Дон Хасслер из Юго-западного исследовательского института.
Между тем, когда мы вступаем в наиболее активную фазу солнечного цикла, прогнозируется еще больше ураганов. Хасслер добавляет: «Я не удивлюсь, если эта активная область на Солнце продолжит извергаться, что означает еще больше солнечных бурь как на Земле, так и на Марсе в ближайшие недели».
