Как магнитные торнадо могут регенерировать атмосферу Меркурия

И тем не менее, облеты космического корабля Мессенджер обнаружили, что Меркурий каким-то образом сохраняет тонкий слой газа у поверхности. Откуда берётся эта атмосфера?

Атмосфера Меркурия настолько разреженная, что она должна была давно исчезнуть, если только что-то не подкрепляет её, утверждает Джеймс Славин из Центра космических полётов им. Годдарда, Гринбелт, Мэриленд, соисследователь космической программы НАСА Мессенджер к Меркурию. 

Солнечный ветер может вполне быть причастен. Разреженный газ электрически заряженных частиц под названием плазма, солнечный ветер постоянно дует от поверхности Солнца со скоростью 400 – 600 км/с. Согласно Славину, это достаточно, чтобы атаковать поверхность Меркурия через процесс под названием “распыление”. Некоторые распылённые атомы остаются достаточно близко к поверхности, действуя в качестве разреженной, но достаточно ощутимой атмосферы. 

 

Облёт Мессенджера 14 января 2008 подтвердил, что планета обладает глобальным магнитным полем, как впервые было обнаружено космическим аппаратом Маринер 10 (Mariner 10) во время его облётов планеты в 1974 и 1975. Как и на Земле, магнитное поле должно отражать заряженные частицы от поверхности планеты. Однако, глобальные магнитные поля – неплотные щиты, и при определённых условиях известно, что в них образуются дыры, через которые солнечный ветер может поразить поверхность.

Во время своего второго облёта 6 октября 2008 Мессенджер обнаружил, что магнитное поле Меркурия действительно может быть крайне неплотным. Аппарат столкнулся с магнитными “торнадо” – закрученные пучки магнитных полей, соединяющие магнитное поле планеты с межпланетным пространством – которые были до 800км в диаметре или треть радиуса планеты.

Эти торнадо формируются, когда магнитные поля, переносимые солнечным ветром, соединяются с магнитным полем Меркурия, утверждает Славин. Когда солнечный ветер проходит магнитное поле Меркурия, эти объединённые магнитные поля уносятся с ним и закручиваются в вихреобразные структуры. Такие закрученные магнитные трубки, технически известные как явления перераспределения перетоков электроэнергии, образуют открытые окна в магнитном слое планеты, через которые может войти солнечный ветер и напрямую поражать поверхность Меркурия.

Венера, Земля и даже Марс имеют плотную атмосферу по сравнению с Меркурием, поэтому солнечный ветер никогда не достигает поверхности этих планет, даже если на его пути нет глобального магнитного поля, как в случае с Венерой и Марсом. Вместо этого он ударяет верхние слои атмосферы этих планет, где он имеет противоположный эффект, чем на Меркурии, постепенно срывая атмосферные газы.

Процесс соединения межпланетных и планетарных магнитны полей называется магнитное перезамыкание, и он распространён в космосе. Он происходит и в земном магнитном поле, где так же образуются магнитные торнадо. Но Мессенджер показал, что на Меркурии перезамыкание в десять раз сильнее.

29 сентября Мессенджер совершит свой третий облёт Меркурия, а в марте 2011 он достигнет орбиты планеты – тогда у учёных появится больше возможностей для исследования.