Космически кораб на НАСА е заснел феномен в марсианската атмосфера, който досега е бил наблюдаван само в мощната магнитосфера на Земята. Откритието кара учените да преосмислят как космическото време влияе на планетите без глобално магнитно поле.

Анализирайки данни от сондата Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), учените за първи път идентифицираха ефекта на Цван-Волф дълбоко в йоносферата на Марс, съобщава НАСА. Резултатите от изследването са публикувани в списание Nature. Преди това учените смятаха, че това явление не може да се случи на планета, която е загубила глобалното си магнитно поле преди милиарди години.

Какво представлява това явление?

Ефектът на Цван-Волф е плазмен феномен, при който заредените частици се „притискат“ и се движат по магнитни структури, наречени тръби на магнитния поток, когато магнитното поле е компресирано. Представете си паста за зъби, която се изстисква от туба – по подобен начин заредените частици се „притискат“ през стеснени магнитни канали.

Този ефект е добре познат на Земята: той помага за пренасочване на потока на слънчевия вятър около планетарната магнитосфера. Но Марс не е имал глобално магнитно поле от около 3,5–4 милиарда години. Ето защо учените са били убедени, че такъв мащабен магнитен плазмен ефект върху Марс е просто невъзможен.

Какви детайли са известни за откритието?

Всичко започна с анализ на данни, събрани по време на мощна слънчева буря през декември 2023 г., когато слънчевият вятър удари Червената планета с особена сила. По това време MAVEN летеше през марсианската йоносфера – горният слой на атмосферата, където слънчевата радиация отделя електрони от атомите, създавайки електрически заредена плазма.

„Когато разглеждах данните, изведнъж забелязах много интересно „трептене“. Никога не бих предположил, че това ще е ефектът, защото никога преди не беше наблюдаван в планетарна атмосфера“, казва Кристофър Фаулър, научен сътрудник в Университета на Западна Вирджиния и водещ автор на изследването.

Учените първо забелязали необичайни флуктуации на магнитното поле в показанията на MAVEN. След това те проучили по-задълбочено данните от няколко инструмента на борда на сондата, включително измервания на заредените частици в йоносферата. След като изключили други възможни обяснения, екипът идентифицирал източника като ефекта на Цван-Волф.

Какво показаха новите наблюдения?

Най-изненадващият аспект на откритието е, че плазмата вътре в марсианската атмосфера се е държала така, сякаш е близо до ръба на мощната магнитосфера на Земята, което е фундаментално нов тип взаимодействие, който не е бил разглеждан преди.

„Никой не е очаквал този ефект да се случи в атмосферата. Той въвежда интересна физика, която все още не сме изследвали, и нов начин, по който Слънцето и космическото време могат да променят динамиката на марсианската атмосфера“, добавя Фаулър.

Изследователите предполагат, че ефектът на Цван-Волф може да се случва непрекъснато в марсианската йоносфера, но при нормални условия амплитудата му е твърде малка, за да бъде открита от инструментите на MAVEN. Слънчевата буря през 2023 г. усили феномена толкова много, че той най-накрая беше регистриран.

Това означава, че слънчевият вятър взаимодейства с Марс по много по-сложен начин, отколкото се смяташе досега, дори без глобално магнитно поле.

Защо това е важно за науката?

Откритието има дългосрочни последици за планетарната наука. Първо, то променя разбирането ни за това как Марс е загубил атмосферата си. Ако ефектът на Цван-Волф постоянно действа в йоносферата, това би могло да бъде друг механизъм, чрез който космическото време разрушава марсианската атмосфера и я „издухва“ в космоса.

Второ, тези резултати не са от значение само за Марс. Те предоставят нови прозрения за физиката на други немагнитни тела в Слънчевата система и по-специално Венера и Титан, който е спътник на Сатурн.

„Да знаем как космическото време взаимодейства с Марс е от решаващо значение“, казва Шанън Къри, главен изследовател на мисията MAVEN в Лабораторията по атмосферна и космическа физика в Университета на Колорадо, Боулдър.

За съжаление, MAVEN вече не може да прави нови открития. Комуникацията със сондата беше загубена на 6 декември 2025 г. и НАСА все още не е успяла да я възстанови. Агенцията е създала специална комисия, която да оцени състоянието на устройството и шансовете за възстановяване на контакта.