Учёные научились предсказывать зелёные сияния марсианских полярных сияний

Планетологи разработали метод предсказания зелёного свечения полярных сияний в ночном небе Марса, подтвердив его работоспособность новыми снимками с марсохода Perseverance.

Художественное представление полярного сияния над марсоходом Perseverance. Автор: Алекс Макдугалл-Пейдж, Университет Стратклайда / AstrollCareers.

Первые наблюдения видимого полярного сияния с поверхности Красной планеты были сделаны марсоходом NASA Perseverance в 2024 году. На совместном собрании Europlanet Science Congress–Division of Planetary Science в Хельсинки доктор Элиз Райт Кнутсен из Университета Осло представила второе изображение марсианского сияния, полученное Perseverance, и главное — инструменты для прогнозирования этих явлений.

«Тот факт, что мы снова зафиксировали сияние, демонстрирует, что наш метод предсказания и съёмки марсианских аврор работает», — заявила Кнутсен.

Полярные сияния возникают, когда энергичные частицы солнечного ветра, выброшенные корональным выбросом массы (CME) от Солнца, сталкиваются с молекулами в атмосфере, заставляя их светиться. На Марсе они светятся зелёным из-за столкновения заряженных частиц с атомами кислорода высоко над планетой.

Четыре изображения с камеры Mastcam-Z марсохода Perseverance. Слева — обнаружения сияния 18 марта и 18 мая 2024 года. Справа — ночи без сияния для сравнения. Автор: Элиз Райт Кнутсен и др.

В отличие от Земли, у Марса нет магнитного поля, направляющего заряженные частицы к магнитным полюсам, поэтому марсианские сияния видны по всей ночной стороне планеты одновременно как свечение в небе. Это так называемое «диффузное» сияние.

Предсказание аврор на Марсе — сложная задача. Наблюдения необходимо планировать и загружать на марсоход за три дня до того, как CME достигнет Марса. Команда Кнутсен совершила восемь попыток зафиксировать сияние с помощью камер Perseverance в 2023-2024 годах, и это оказалось процессом проб и ошибок.

«Чем быстрее CME, тем больше вероятность ускорения частиц к Марсу, создающих сияния, и чем сильнее возмущение солнечного ветра вокруг Марса, тем вероятнее, что эти частицы попадут в атмосферу ночной стороны», — объяснила Кнутсен.

Из восьми попыток только две увенчались успехом. Три первых CME оказались слишком медленными, а последние три, хотя и соответствовали критериям, сияния не вызвали — возможно, из-за элемента случайности.

Ранее марсианские сияния наблюдались с орбиты в ультрафиолетовом свете миссиями ESA Mars Express и NASA MAVEN. Теперь, с добавлением наблюдений в видимом свете, формируется растущий массив данных для улучшения точности прогнозов. Это особенно важно для будущих миссий с экипажами, поскольку излучение, вызывающее сияния, может быть опасным для астронавтов без предупреждения.