Дождь из электронов вызывает полярные сияния на Меркурии
Совместная миссия Европейского космического агентства (ЕКА) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) BepiColombo показала, как электроны, падающие дождем на поверхность Меркурия, могут вызывать полярные сияния.
Миссия успешно совершила свой первый облет Меркурия 1 октября 2021 года. Международная команда исследователей проанализировала данные с приборов BepiColombo во время встречи. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
Земные полярные сияния возникают в результате взаимодействия между солнечным ветром и ионосферой. Поскольку Меркурий имеет очень тонкую атмосферу, называемую экзосферой, его полярные сияния генерируются солнечным ветром, взаимодействующим непосредственно с поверхностью планеты.
Миссия BepiColombo состоит из двух космических аппаратов: планетарного орбитального аппарата Меркурия (MPO) ЕКА и магнитосферного орбитального аппарата Меркурия (MMO, названного Mio после запуска) JAXA, которые в настоящее время находятся в состыкованной конфигурации для семилетнего полета на конечную орбиту. Во время своего первого облета Меркурия BepiColombo пролетел всего в 200 километрах над поверхностью планеты. Наблюдения с помощью плазменных приборов на борту Mio позволили впервые одновременно наблюдать различные виды заряженных частиц солнечного ветра вблизи Меркурия.
«Впервые мы стали свидетелями того, как электроны ускоряются в магнитосфере Меркурия и осаждаются на поверхность планеты. Хотя магнитосфера Меркурия намного меньше земной и имеет иную структуру и динамику, у нас есть подтверждение того, что механизм, который генерирует полярные сияния, одинаков во всей Солнечной системе», — сказал ведущий автор Сае Айдзава из Института исследований астрофизики и планетологии (IRAP).
Во время пролета BepiColombo приблизился к Меркурию с ночной стороны северного полушария и совершил сближение с утренней стороной южного полушария. Он наблюдал структуру и границы магнитосферы, включая магнитопаузу и головную ударную волну. Данные также показали, что магнитосфера находилась в необычно сжатом состоянии, скорее всего, из-за высокого давления солнечного ветра.
Ускорение электронов, по-видимому, происходит из-за плазменных процессов на рассветной стороне магнитосферы Меркурия. Электроны высокой энергии переносятся из хвостовой области к планете, где выпадают дождем на поверхность. Не встречая препятствий в атмосфере, они взаимодействуют с материалом на поверхности и испускают рентгеновские лучи, что приводит к полярному сиянию. Хотя полярные сияния и ранее наблюдались на Меркурии миссией NASA MESSENGER, процессы, вызывающие рентгеновскую флуоресценцию поверхности, до настоящего времени не были хорошо изучены и непосредственно засвидетельствованы.
