Пролетевший мимо Меркурия зонд BepiColombo раскрыл тайны магнитосферы планеты
Ученые представили детальную схему магнитного поля вокруг Меркурия. Сделать это удалось на основе данных, полученных во время одного из облетов планеты европейско-японским зондом BepiColombo. В частности, на границе магнитосферы были обнаружены заряженные частицы с гораздо более широким диапазоном энергий из когда-либо обнаруженных на наименьшей планете Солнечной системы.
Подобно Земле, у Меркурия есть собственное магнитное поле, однако чем ближе к поверхности планеты, тем оно слабее. Несмотря на это, магнитное поле формирует в космическом пространстве область, своеобразный «пузырь», известный как магнитосфера. Она служит в качестве щита, защищающего от непрерывного потока частиц, исходящих от Солнца в виде солнечного ветра. Из-за того, что Меркурий расположен ближе всего к Солнцу, светило гораздо интенсивнее воздействует на него, чем на Землю. Исследование этого процесса и изучение свойств частиц в магнитосфере является одной из ключевых задач зонда BepiColombo.
Европейско-японская автоматическая станция BepiColombo состоит из трех отдельных космических аппаратов: перелетного Mercury Transfer Module (MTM), а также двух орбитальных – Mercury Planetary Orbiter (MPO) разработки Европейского космического агентства (ЕКА) и Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) от Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA). Зонд был запущен в 2018 году, однако прибудет он к Меркурию только в 2026 году, совершив за это время несколько гравитационных маневров и облетев, помимо своей целевой планеты, Землю и Венеру.
Группа ученых под руководством Лины Хадид из Лаборатории физики плазмы Парижской обсерватории получила новые данные о магнитосфере Меркурия, используя наблюдения, сделанные с помощью прибора Mercury Plasma Particle Experiment (MPPE) на борту MMO во время третьего пролета Меркурия 19 июня 2023 года. Как отмечают исследователи, такие пролеты обычно проходят быстро: примерно за 30 минут зонд пересек магнитосферу планеты и собрал ценные сведения, находясь всего в 235 км от поверхности. На основе этой информации удалось определить типы частиц, их температуры и траекторию движения, что позволило построить схему «магнитного ландшафта» за этот короткий период времени.
Авторы исследования также наблюдали прямое взаимодействие аппарата с окружающей его космической плазмой. Когда зонд нагревается под действием солнечного излучения, он не может фиксировать более холодные тяжелые ионы, поскольку сам приобретает электрический заряд и отталкивает их. Однако когда он проходит через ночную тень планеты, его заряд меняется, и внезапно он начинает видеть видно огромное количество ионов холодной плазмы. Так, ему удалось зафиксировать ионы кислорода, натрия и калия. По мнению ученых, они могли быть выброшены с поверхности планеты в результате столкновений с микрометеоритами или под влиянием солнечного ветра.
«Это подобно тому, как если бы мы внезапно увидели состав поверхности, "взрывающийся" в 3D сквозь очень тонкую атмосферу планеты, известную как экзосфера. Это действительно захватывающе – увидеть связь между поверхностью планеты и плазменной средой», – отмечают специалисты. Они ожидают, что будущие наблюдения двух орбитальных аппаратов и приборов на их борту позволят узнать больше об изменении магнитосферы Меркурия в пространстве и времени.
Тем временем ученые уже изучают данные, полученные во время четвертого облета Меркурия зондом BepiColombo в сентябре. Тогда аппарат пролетел на расстоянии всего 165 км от поверхности планеты и поделился детальными снимками. Оставшиеся два пролета запланированы 1 декабря 2024 года и 8 января 2025-го.
