Радиоэхо от удара молнии впервые зафиксировано на Марсе

Фото из открытых источников

Международной группе ученых удалось сделать историческое открытие: в атмосфере Марса они впервые обнаружили электромагнитный сигнал, который эксперты именуют «свистящим атмосфериком». Возникает он во время разрядов молний, рассказала публикация в журнале Science Advances.

Первичные данные аппарат NASA MAVEN получил еще 21 июня 2015 года, но лишь сейчас исследователи смогли подтвердить, что волна, которую они зафиксировали, это именно «свист» — рассеянное радиоэхо, возникающее, когда рожденное молнией излучение проходит сквозь ионосферу планеты. Открытие имеет огромное значение, доказывая, что электрические разряды действительно существуют в марсианской атмосфере. Это стало свидетельством подтверждения факта, что физические законы, которые управляют распространением радиоволн в плазме, являются универсальными для Земли и Марса.

До сих пор не было ясно, что подобные явления могут существовать на обеих планетах, различных по природе. На Земле молнии чаще всего формируются в облаках водяного пара, но в разреженной атмосфере Марса его очень мало. Но выясняется, что электризация возникает и при трении частиц песка в процессе мощных пылевых бурь, которые так характерны для Красной планеты.

«Свистящий атмосферик» является специфическим типом сигнала. При ударах молнии испускается широкий спектр электромагнитных волн, самые низкочастотные из которых проникают в ионосферу и распространяются вдоль линий магнитного поля. Высокие частоты движутся быстрее низких, и сигналы растягивается во времени, при трансформации в звук они напоминают нисходящий свист либо отдаленный крик кита.

Долгое время учёные считали, что на Марсе подобные «свисты» невозможны из-за отсутствия у планеты глобального магнитного поля. Зато у него существуют локальные участки намагниченной коры как остаточный фактор древнего магнитного поля. Они, как и предполагали учёные десятки лет назад, способны быть проводниками для подобных волн.

Эксперты проанализировали 108 418 записей с плазменного волнового прибора зонда MAVEN, команде из чешского Карлова университета удалось обнаружить единственный, но идеально совпадающий с описанием сигнал. Его зафиксировали ночью на высоте 349 километров над областью, где регистрируют остаточное магнитное поле в коре планеты.

Ночное время суток было выбрано, поскольку днем солнечное излучение сжимает ионосферу Марса, что мешает распространению плазменных волн. Отслеженный сигнал продолжался около 0,4 секунды, с понижением его частоты со временем, а мощность была в 10 раз выше фонового шума.

Моделирование магнитного поля и плотности плазмы в исследуемом районе выявило практически идеальное совпадение с тем, как сигнал должен был идти от поверхности до орбиты. Расчеты показали: источник разряда аналогичен по мощности сильному удару молнии на Земле, хоть до детектора докатилась лишь ослабленная часть сигнала. Подобные события редки из-за комплекса множества факторов: требуется мощная вспышка, почти вертикальное магнитное поле, ночная сторона планеты и космический аппарат с необходимыми приборами в нужное время в нужном месте. Есть большая вероятность, что молнии на Марсе на самом деле случаются чаще, но их не фиксировали, поскольку не было сочетания этих условий.

Открытие крайне важно для астробиологии. Лабораторные эксперименты по происхождению жизни говорят о том, что электрические разряды способны становиться триггером синтеза базовых органических молекул. Если такие процессы идут на Марсе, они становятся еще одним фактором, который необходимо учитывать при оценке потенциала планеты для поддержания жизни в прошлом.