Атмосфера Марса хорошо защищена от солнечного ветра

Несмотря на отсутствие глобального магнитного диполя, как у Земли, атмосфера Марса хорошо защищена от воздействия солнечного ветра. Новые результаты представлены в докторской диссертации Робина Рамстада из Шведского института космической физики и Университета Умео (Швеция).

Современный Марс – это холодная и сухая планета. Его атмосферное давление на поверхности составляет менее 1% от земного. Однако многие геологические особенности указывают на то, что около 3-4 миллиардов лет назад планета имела активный гидрологический цикл, который потребовал бы более теплого климата в ранней истории планеты и, следовательно, более плотной атмосферы, способной произвести сильный парниковый эффект.

Принятая гипотеза утверждает, что солнечный ветер со временем разрушил раннюю марсианскую атмосферу и уничтожил гидрологический цикл. В отличие от Земли, Марс не имеет глобального магнитного диполя, но вместо этого солнечный ветер индуцирует токи в ионизированной верхней атмосфере (ионосфере), создавая индуцированную магнитосферу. Уже давно считается, что индуцированной магнитосферы недостаточно для защиты атмосферы Марса. Однако измерения шведского инструмента ASPERA-3, установленного на космическом аппарате «Mars Express», показывают нечто другое.

Заряженные частицы от Солнца образуют индуцированную магнитосферу вокруг Марса. Credit: Anastasia Grigoryeva

Анализатор ASPERA-3 измеряет утечку ионов с Марса. В своих исследованиях Робин Рамстад сравнил измерения утечки ионов при различных условиях солнечного ветра и уровнях ионизирующей солнечной радиации, вызванной экстремальным ультрафиолетовым излучением (EUV). Результаты показывают, что солнечный ветер оказывает сравнительно небольшое влияние на скорость выхода ионов. Основное воздействие на количество атмосферы, ускользающей в космос, оказывает именно EUV.

«Несмотря на более сильный солнечный ветер и уровни EUV-излучения молодого Солнца, утечка ионов не может объяснить потери более 0,006 бар атмосферного давления за 3,9 миллиарда лет. Даже грубая оценка в 0,01 бар незначительна по сравнению с атмосферой, необходимой для поддержания достаточно сильного парникового эффекта (около 1 бар или более в соответствии с климатическими моделями)», – объясняет Робин Рамстад.

Представленные результаты показывают, что сильный солнечный ветер не увеличивает скорость выхода ионов. В отличие от предыдущих предположений, индуцированная магнитосфера также защищает основную часть ионосферы Марса от энергии солнечного ветра.