Сонячний вітер звинуватили у вивітрюванні марсіанської атмосфери. Частинки з неї вилітають у космос у чотири рази швидше, ніж вважалося

14 червня 2025 р. 15:15

14 червня 2025 р. 15:15

Дані дев’яти років спостережень за атмосферою Марса виявили, що потік частинок із Сонця — сонячний вітер — вивітрює і так тонку газову оболонку планети у космос. Це відбувається подібно до розпилення: заряджені частинки врізаються в атмосферу і вибивають з неї нейтральні атоми. Причому процес виявився надзвичайно активним — швидкість втрати атмосферних частинок у чотири рази перевищує попередні розрахунки на основі моделей. Результати підрахунків астрономів опубліковані в журналі Science Advances .

Уявлення художника про процес вивітрювання атмосфери Марса сонячним вітром. NASA

Чому вирішили звинуватити саме сонячний вітер?

Численні докази свідчать, що мільярди років тому на Марсі існувала рідка вода, а отже, мала існувати й щільна атмосфера. І якщо науковцям вдасться з’ясувати, коли саме газова оболонка планети перетворилася на ту, яку ми бачимо сьогодні — розріджену й непридатну для утримання води, — тоді ж можна буде точніше встановити момент, коли вода остаточно зникла з поверхні Марса.

Попри те, що існує низка механізмів, які спричиняють втрату атмосфери планетами — зокрема фотохімічні реакції та витік легких газів у космос, — астрономи вважають, що на Марсі головну роль відіграв саме сонячний вітер. Адже, на відміну від Землі, Марс не має глобального магнітного поля, яке могло б захистити його атмосферу. Утім, донині процес нищення атмосфери сонячним вітром залишався лише гіпотезою: його не вдавалося безпосередньо зафіксувати, і всі оцінки ґрунтувалися лише на моделях. Змінити це змогли дослідники з Університету Колорадо у Боулдері завдяки аналізу даних, зібраних орбітальним апаратом MAVEN, який досліджує Марс із 2013 року.

Що виявили спостереження?

Команда дослідників проаналізувала дев’ять років даних, зібраних приладами орбітальної місії MAVEN. Раніше більшість моделей атмосферного вивітрювання орієнтувалися на такі реактивні компоненти, як атомарний кисень, кисневі молекули та вуглекислий газ, у яких складно відокремити вплив сонячного вітру від фотохімічних процесів. Натомість у новому дослідженні вчені зосередилися на аргоні — інертному газі, що не вступає в хімічні реакції. Аналіз показав, що сонячний вітер постійно вибиває аргон з верхніх шарів атмосфери, причому цей процес у чотири рази інтенсивніший, ніж передбачали попередні моделі. Ба більше, під час сонячних бур вивітрювання посилюється в рази — і це може пояснити, чому кілька мільярдів років тому Марс так стрімко втратив свою атмосферу й здатність утримувати воду. Адже у минулому активність Сонця та інтенсивність ультрафіолетового випромінювання були значно вищими, ніж сьогодні.

Коли Марс остаточно втратить атмосферу?

Якщо темпи вимивання, розраховані авторами дослідження, не зміняться, то марсіанська атмосфера може поступово зникнути за сотні мільйонів років. Однак, перебіг цього процесу допоможе зрозуміти, як Марс утратив умови, придатні для існування води і, можливо, життя. Також вивітрювання марсіанської атмосфери стане основою для досліджень того, наскільки сильно космічне середовище впливає на планети без магнітного поля.

Це важливо не лише для марсіанської історії, а й для оцінки потенційної життєпридатності інших планет, адже за межами Сонячної системи є безліч кам’янистих екзопланет без власного магнітного поля. Знання про вплив сонячного вітру допоможе визначити, які з них можуть зберегти атмосферу і рідку воду, а які — приречені на поступове випаровування в космос. Крім того, результати допомагають реконструювати умови ранньої Сонячної системи, коли активність Сонця була значно вищою, а космічна погода жорсткішою. Це наближає нас до відповіді на запитання, чому тільки Земля могла довго утримати придатне для життя середовище.

Що ще ми знаємо про атмосферу на Марсі

🌠 В ультрафіолетовому випромінюванні можна побачити, як атмосфера Марса ритмічно пульсує .

🌪️ А через потужні пилові бурі на планеті, атмосфера Марса починає циркулювати подібно земній.

📷 Також на Марсі бувають і полярні сяйва, коли сонячний вітер стикається з атмосферними частинками — нещодавно це зміг сфотографувати марсохід «Персеверанс».

Наука