Учёные разгадали тайну «хлопающего» магнитного хвоста Марса

Солнечный ветер, состоящий из заряженных частиц плазмы с встроенными магнитными полями, непрерывно бомбардирует планеты и другие небесные тела Солнечной системы. Взаимодействуя с магнитными полями и атмосферами планет, он формирует длинные магнитные хвосты, состоящие из заряженных частиц. Эти структуры простираются в космос за планетами, подобно шлейфу.

Внутри магнитных хвостов находятся тонкие слои плазмы, переносящей электрические токи. Иногда эти слои начинают «хлопать», совершая волнообразные движения вверх и вниз. На Земле такие колебания, как показали наблюдения космических аппаратов, могут быть вызваны процессом магнитного пересоединения — явлением, при котором линии магнитного поля быстро разрываются и перестраиваются, высвобождая накопленную энергию. Однако оставалось неизвестным, происходит ли это на других планетах.

Исследование, опубликованное в журнале AGU Advances, впервые предоставило доказательства того, что магнитное пересоединение может вызывать «хлопанье» магнитного хвоста Марса. В отличие от Земли, у Красной планеты давно отсутствует глобальное магнитное поле. Тем не менее, её магнитный хвост сохраняется благодаря взаимодействию солнечного ветра с заряженными частицами в верхних слоях атмосферы. Кроме того, на структуру хвоста влияют сильные локальные магнитные поля, сохранившиеся в некоторых районах коры Марса — остатки древнего планетарного магнитного поля.

Как были получены новые данные

До недавнего времени изучение магнитного хвоста Марса ограничивалось наблюдениями только одного космического аппарата — NASA MAVEN. Его данные показали, что марсианский магнитный хвост крайне динамичен: он скручивается, смещается и «хлопает», а из него могут улетать заряженные частицы в открытый космос. Однако MAVEN способен наблюдать только за одной частью хвоста единовременно, поэтому не мог определить, какие процессы вызывают эти колебания.

Теперь к исследованиям подключился китайский орбитальный аппарат Tianwen-1. Учёные проанализировали одновременные данные с обоих космических аппаратов и обнаружили, что признаки магнитного пересоединения, зафиксированные MAVEN в передней части хвоста, совпадали с моментами «хлопанья», которые фиксировал Tianwen-1 в задней части.

Перед началом или во время колебаний оба аппарата также зафиксировали временные скрученные структуры плазмы, известные как флюкс-трубки. Ранее подобная связь наблюдалась и на Земле. Это позволяет предположить, что флюкс-трубки, возникающие в результате магнитного пересоединения в передней части хвоста, распространяются назад, вызывая нестабильность в плазменных слоях и провоцируя «хлопанье».

Что это значит для науки

Хотя для подтверждения выводов требуются дополнительные исследования, новые данные проливают свет на то, как энергия перемещается и высвобождается в околомарсианском пространстве — и, возможно, на других планетах и небесных телах. Это открытие углубляет понимание процессов, происходящих в магнитосферах планет без глобального магнитного поля, таких как Марс.

«Наши наблюдения впервые показывают, что магнитное пересоединение может быть ключевым фактором, запускающим колебания магнитного хвоста Марса. Это важный шаг в изучении взаимодействия солнечного ветра с планетами, лишёнными собственного магнитного щита», — отмечают авторы исследования.

Работа опубликована в журнале AGU Advances (DOI: 10.1029/2026AV002343).