Марс купался в радиации и осветился полярными сияниями во время сильной солнечной бури

После интенсивной солнечной бури, вызвавшей сильнейшую с 2003 года геомагнитную бурю на Земле в период с 10 по 12 мая, пятно AR3664, вызвавшее ее, сместилось из-за вращения Солнца и повернулось в сторону Марса.

14 мая прибор Extreme UltraViolet Monitor (EUVM) на борту марсианского орбитального аппарата НАСА MAVEN зарегистрировал вспышку, классифицированную как X8.7. 20 мая аппарат ЕКА/NASA Solar Orbiter зафиксировал вспышку X12. Солнечные вспышки класса X являются самыми интенсивными, и, судя по данным, полученным с различных зондов, эта вспышка испустила струю рентгеновского и гамма-излучения в направлении Красной планеты с последующим выбросом корональной массы (КВМ).

Первыми на Марс попали рентгеновское и гамма-излучение от вспышки, а затем поток заряженных частиц КВМ. На марсианском грунте марсоход Curiosity собрал данные, полезные для изучения радиационного воздействия, с которым могут столкнуться будущие космонавты на Марсе. Орбитальный аппарат MAVEN, в свою очередь, наблюдал и фиксировал в ультрафиолете диффузные глобальные полярные сияния, вызванные взаимодействием солнечных частиц с тонкой марсианской атмосферой.

Очень высокая доза радиации

Во время события 20 мая на марсианскую поверхность обрушилась такая высокая доза энергетического излучения, что навигационные камеры Curiosity показали белые полосы и следы поднятых с поверхности грунта зерен.

По оценкам НАСА, если бы группа космонавтов находилась в это время рядом с марсоходом, они получили бы дозу радиации в 8100 микрорентген, что эквивалентно 30 одновременным рентгеновским снимкам грудной клетки. Хотя эта доза не является смертельной, она все же стала самой высокой из всех, зафиксированных в одном случае детектором оценки радиации (RAD) Curiosity с момента его прибытия на Красную планету в 2012 году.

Зерна на этой сцене были подняты заряженными частицами солнечной бури, обрушившейся на марсианский грунт. Они были запечатлены камерой на борту марсохода НАСА Curiosity.

Камера, используемая орбитальным аппаратом НАСА Mars Odyssey для ориентации по звездам, также была напитана энергией солнечных частиц и на мгновение отключилась. Однако у орбитального аппарата есть и другие способы ориентации, и в течение часа камера полностью восстановила свою работу. Несмотря на проблему, Mars Odyssey также собрал ценные данные о рентгеновских лучах, гамма-лучах и заряженных частицах с помощью высокоэнергетического нейтронного детектора.

Это не первая встреча Odyssey с солнечной вспышкой. В 2003 году частицы от солнечной вспышки X45 поджарили детектор радиации Odyssey, предназначенный именно для измерения подобных явлений.

Полярные сияния на Марсе

Орбитальный аппарат MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) запечатлел с орбиты еще один эффект недавней солнечной активности: яркие полярные сияния на планете.

То, как возникают эти полярные сияния, отличается от того, что можно наблюдать на Земле. Наша родная планета защищена от заряженных частиц глобальным магнитным полем, которое обычно ограничивает полярные сияния областями вблизи полюсов. Марс же в прошлом лишился своего внутреннего магнитного поля, поэтому он не защищен от шквала энергичных частиц. Когда заряженные частицы попадают в марсианскую атмосферу, возникают диффузные сияния, охватывающие всю планету.

Во время солнечных бурь Солнце выбрасывает широкий спектр частиц. Только те из них, которые обладают самой высокой энергией, могут достичь поверхности и быть измерены прибором Curiosity RAD. Менее энергичные частицы, вызывающие полярные сияния, регистрируются прибором MAVEN Solar Energetic Particle.

Ученые могут использовать данные этого прибора, чтобы восстановить временную последовательность каждой минуты регистрации солнечных частиц, тщательно проанализировав, как развивалось это событие. Кристина Ли из лаборатории Калифорнийского университета в Беркли, отвечающая за космическую метеорологию на MAVEN, говорит: «Это было самое крупное событие, связанное с солнечными энергичными частицами, которое когда-либо наблюдал MAVEN«.

Ниже представлена анимация, созданная на основе снимков MAVEN, сделанных в период с 14 по 20 мая 2024 года, на которой фиолетовым цветом показаны полярные сияния на ночной стороне Марса в ультрафиолетовом свете.

Данные также полезны для других миссий, настоящих и будущих

Данные RAD и MAVEN очень ценны. Они помогут ученым спланировать максимальный уровень радиационного облучения, с которым могут столкнуться космонавты. А также понять, как они могут использовать геологические структуры марсианского ландшафта для своей защиты, например, скалы или лавовые трубы.

Кроме того, все эти измерения способствуют сбору большого количества информации командами других миссий, занимающихся гелиофизикой, включая «Вояджер» и недавно запущенный солнечный зонд «Паркер».

А также закладывают основу для исследований предстоящей миссии ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers). ESCAPADE будет состоять из двух зондов, которые будут двигаться по орбите Марса и наблюдать за космической погодой с уникальной двойной точки зрения, более детальной, чем MAVEN может измерить в настоящее время самостоятельно.