Главная Статьи Магнитные вихри

Магнитные вихри

Атмосфера Венеры на снимке Пионера (wikipedia.org)
Атмосфера Венеры на снимке Пионера (wikipedia.org)

В атмосфере Венеры наблюдаются огромные магнитные образования – жгуты, размеры которых достигают сотен километров в верхних слоях атмосферы планеты. Такие же образования ранее наблюдались и у других планет Солнечной системы, включая Землю. Жгут представляет собой поток очень горячей плазмы, перетекающей с одного конца на другой. Жгуты образуются, когда линии напряженности магнитного поля пересекаются и во всей Солнечной системе, где бы мы ни находили магнитные поля, мы находим и жгуты в них. На Земле жгуты образуются только на неосвещенной стороне, где нашу планету огибают заряженные частицы солнечного ветра. Их магнитные поля, взаимодействуя с геомагнитным полем, приводят к возмущениям магнитной среды и образованию жгутов и других причудливых структур. На Солнце жгуты также наблюдаются. Они представляют собой гигантские структуры, которые кажутся выросшими на светиле. Их работа – перемещение перегретого газа, состоящего из заряженных частиц, с одного места светила на другое. Такие жгуты находятся среди претендентов на причину возникновения корональных выбросов массы. Нарушение устойчивости жгута приводит к его разрушению, а переносимая им плазма, вместо того, чтобы оставаться на Солнце, устремляется в космос.

Однако на Венере неизвестен источник этих вихрей, ведь сама планета практически полностью лишена глобального магнитного поля из-за очень малой скорости вращения. Кроме того, ионосфера планеты, обладающей очень плотной атмосферой, является преградой для заряженных частиц солнечного ветра, которые не могут огибать Венеру так же легко, как Землю. Также пока неизвестно, насколько долго могут существовать эти жгуты и отчего они рассеиваются. «Для нас их находка оказалась совершенной  неожиданностью», – говорит Тьелон Жан, один из авторов исследования.

Венера (wikipedia.org)
Венера (wikipedia.org)
Единственная надежда Венеры на получение магнитных жгутов – ослабление ее атмосферы. Если в атмосфере планеты поддерживается достаточно высокое давление, солнечный ветер не может в нее проникнуть, а значит, в ней не возникнет никаких крупных магнитных структур, требующих большого числа движущихся заряженных частиц. Однако при особенно мощных корональных выбросах массы солнечный ветер приобретает высокую плотность и скорость, оказываясь способным преодолеть сопротивление верхних слоев атмосферы Венеры. Начинают возникать небольшие магнитные жгуты, вызванные искажением магнитного поля солнечного ветра, огибающего планету не вне ее атмосферы, а в зоне ионосферы. «Ионосфера оказывается наполненной этими крохотными, размером не более километра, магнитными жгутами, – говорит второй автор исследования Кристофер Рассел, сотрудник Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. – Они могут показаться крупными обывателю, но если сравнить размер структуры со всей ионосферой, становится понятно, как они малы». Крупные магнитные жгуты были обнаружены на планете с помощью аппарата Венера Эксперсс. Рассел же был руководителем проекта зонда Пионер, который стал первым, нашедшим в ионосфере Венеры небольшие жгуты. Таким образом, про жгуты на Венере было известно с конца 1970-х годов, и среди первых людей, узнавших о них, находился Рассел. Гигантские же жгуты были открыты Венерой Экспресс в 2008 году и затем наблюдались в 2009 году. Это оказалось возможно за счет другого оборудования, так что скорее всего механизм образования больших жгутов сильно отличается.

Зонд Венера Экспресс обнаружил гигантские магнитные жгуты в намагниченных областях венерианской ионосферы на полюсах планеты, где ее атмосфера максимально приближается к поверхности. Размеры жгутов достигают сотен километров, то есть сравнимы с толщиной атмосферы в этом месте, а появляются, как указано в статье, достаточно часто. Жан, руководитель проекта научного магнитометра аппарата Венера Экспресс, указывает на аналогичную находку на Марсе. На красной планете крупные магнитные жгуты были найдены, но только на южном полюсе планеты. Как и Венера, Марс не имеет глобального магнитного поля, так что механизм образования жгутов на обоих планетах может быть одинаков. Однако, каких-то подтверждений этому не найдено, так как не найдены источники жгутов ни на одной из планет. Марс, однако, намного лучше изучен, и относительно него уже есть некоторые предположения, в частности, связывающие свойства намагниченных минералов на поверхности планеты с происходящим в атмосфере. Условия на двух планетах, однако, сильно отличаются, равно как разительно отличаются их атмосферы – очень тонная у Марса и очень плотная у Венеры. Поэтому механизмы образования жгутов легко могут быть различны.

Место посадки Венеры 13 (wikipedia.org)
Место посадки Венеры 13 (wikipedia.org)

Другая возможная параллель – магнитные жгуты около Земли. Изгиб линий напряженности магнитного поля солнечного ветра может привести к их сгущению на полюсах планеты, где пробиться через заслон молекул атмосферы легче. «Похоже, этот процесс связан с перезамыканием линий напряженности поля, при котором они соединяются и создают новую структуру поля», – говорит Рассел. Кроме магнитных жгутов, на Земле из-за этого процесса возникают полярные сияния, также имеющие место ближе к полюсам планеты. При возникновении жгутов их магнитное поле оказывается намного сильнее, чем фоновое поле в этом месте, что позволяет изучить его с помощью магнитометра Венеры Экспресс, но набрать достаточно много данных для статистического анализа пока не удалось.


Читайте также в статьях:
Обсерватория SDO впервые наблюдала образование магнитного жгута.Корональный выброс массы и магнитный жгут
Обсерватория SDO впервые наблюдала образование магнитного жгута.

Аномалии в атмосфере Венеры, вызываемые солнечным ветром, аналогичны земным.Космическая погода: взрыв на Венере
Аномалии в атмосфере Венеры, вызываемые солнечным ветром, аналогичны земным.

Верхние слои атмосферы Венеры, в целом чрезвычайно стабильной, претерпевают заметные вариации.Атмосфера Венеры
Верхние слои атмосферы Венеры, в целом чрезвычайно стабильной, претерпевают заметные...

Читайте также в новостях:
14-12-2012
Венера позволила отработать методику поиска экзопланет.
03-12-2012
Изменения содержания диоксида серы на планете указывают на вулканическую активность.
02-10-2012
В атмосфере Венеры обнаружен слой холодного воздуха.