Останніми тижнями Сонце стало настільки шумним, що Земля неодноразово піддавалася бомбардуванню радіацією та частинками, які випромінюють виверження сонячної плазми. Але Земля не єдина планета, яка постраждала від сонячних бур. Знаходячись лише в 1,5 раза відстань від Землі до Сонця, Марс також постраждав від величезних викидів частинок, викинутих через Сонячну систему.
Магнітне середовище та атмосфера Червоної планети набагато слабші, ніж на Землі, тому наслідки сонячних бур там виглядають дещо інакше. Але інструменти на кшталт орбітального апарату MAVEN зареєстрували ці ефекти, і тепер ми можемо використовувати ці дані для розуміння радіаційного середовища на Марсі та того, як воно може вплинути на майбутніх дослідників-людей.
«Це була найбільша подія сонячних енергетичних частинок, яку коли-небудь бачив MAVEN», — каже фізик Крістіна Лі з Каліфорнійського університету в Берклі. «Останніми тижнями відбулося кілька сонячних явищ, тож ми спостерігали хвилю за хвилею частинок, які вдарялися на Марс».
Тут, на Землі, найбільші наслідки спостерігалися на початку травня, коли виверження, відомі як корональні викиди маси (CME) – величезні викиди сонячної плазми та магнітних полів, які іноді відбуваються разом із сонячними спалахами – вивергалися в нашому напрямку.
Результатом стала вражаюча низка кольорів полярного сяйва, яку можна було побачити на широтах, які зазвичай недоступні для подібних видовищ, оскільки сонячні частинки сплутувалися з магнітним полем Землі та падали на атмосферу Землі, де взаємодія з її частинками створювала приголомшливе світлове шоу.
Область сонячних плям, відповідальна за ці виверження, згодом повернулася на зворотний бік Сонця, але наша головна зірка не покінчила зі своїми махінаціями. 20 травня на зворотному боці Сонця відбулося абсолютно величезне виверження, спалах, за оцінками, був на X12, що помістило б його в число найпотужніших сонячних спалахів, які коли-небудь виявляли. Одразу після цього викинувся CME – і Марс опинився на лінії вогню.
Світло від спалаху прибуло першим, купаючи Марс у сонячному рентгенівському та гамма-випромінюванні. Частинки CME рухаються значно повільніше, ніж швидкість світла, тому вони прибули трохи пізніше, викликаючи полярні сяйва в атмосфері Марса.
Тепер у Марса немає глобального магнітного поля, як у Землі. Він не має оперативної внутрішньої діяльності – динамо – для його виробництва. На Землі магнітне поле прискорює сонячні частинки до полюсів, де вони дощем спускаються в іоносферу. Ось чому активність полярного сяйва зосереджена у вищих широтах.
Оскільки на Марсі немає магнітного поля, яке могло б це зробити, полярні сяйва там, як правило, глобальні. Але тут є заковика. Отримані «світлові шоу» є ультрафіолетовими, тобто ми не зможемо побачити їх неозброєним оком.
На щастя, у нас є супутники, що обертаються навколо червоної планети, які можуть. MAVEN фіксує постійні ультрафіолетові коливання в атмосфері Марса, коли хвиля за хвилею сонячних частинок врізається в неї.
Марсоходи на поверхні також вимірювали приплив радіації від спалаху. Атмосфера Землі перешкоджає потраплянню на поверхню найбільш енергійного світла, але об’єм атмосфери, що оточує Марс, становить менше 1 відсотка об’єму Землі, що майже не захищає від сонячних променів.
Після гігантського спалаху детектор оцінки випромінювання Curiosity зафіксував сплеск радіації до 8100 мікрогрей – еквівалент 30 рентгенівських знімків грудної клітки одночасно та найбільший сплеск, зафіксований марсоходом. Такий сплеск не був би смертельним, але й не був би чудовим для здоров’я.
Насправді чорно-білі зображення Curiosity, отримані під час шторму, наповнені «снігом» – статикою, створеною зарядженими частинками, які взаємодіють із камерою.
Вимірювання дає вченим, які працюють над розробкою місії на Марсі, ключову точку даних для розуміння того, в яке радіаційне середовище можуть входити дослідники, що може допомогти розробити стратегії уникнення або захисту від стрибків напруги.
«Схили скель або лавові труби забезпечили б додатковий захист астронавта від такої події. На орбіті Марса або в глибокому космосі потужність дози була б значно більшою», — каже фізик Дон Хасслер з Південно-західного науково-дослідного інституту.
Тим часом коли ми входимо в найактивнішу фазу сонячного циклу, прогнозується ще більше бур. Хасслер додає: «Я не здивуюся, якщо ця активна область на Сонці продовжить вивергатися, що означає ще більше сонячних бур як на Землі, так і на Марсі протягом найближчих тижнів».