Науковці, які працюють із даними зонда NASA MAVEN, виявили в атмосфері Марса явище, яке 50 років вважали унікальною особливістю Землі — ефект Цвана–Вольфа (Zwan-Wolf effect). Цей процес, за якого заряджені частинки вичавлюються вздовж магнітних трубок, уперше зафіксували в іоносфері Червоної планети на висоті нижче 200 км. Результати дослідження опубліковано в журналі Nature Communications.
Несподівана знахідка в старих даних
У грудні 2023 року дослідницька група під керівництвом Крістофера Фаулера з Університету Західної Вірджинії натрапила на незвичні «коливання» в магнітних вимірюваннях MAVEN, який пролітав крізь марсіанську атмосферу. Прилади зонда зафіксували картину, яку досі спостерігали лише в магнітосферах планет — зокрема, у Землі, де цей ефект допомагає відхиляти сонячний вітер.
«Коли я вивчав дані, я раптом помітив дуже цікаві коливання, — розповів Фаулер. — Я б ніколи не подумав, що це може бути той самий ефект, адже його ніколи не бачили в атмосфері жодної планети».
Ефект Цвана–Вольфа вперше описали 1976 року. Суть явища: заряджені частинки (іони та електрони) під тиском сонячного вітру вичавлюються вздовж магнітних силових трубок (флюкс-трубок), наче зубна паста з тюбика. На Землі цей процес захищає планету від потоку сонячної плазми.
Як ефект виявляється на незахищеній планеті
На відміну від Землі, у Марса немає власного глобального магнітного поля. Натомість під дією сонячного вітру в планети формується так звана індукована магнітосфера — своєрідний магнітний «тінь», який сильно змінює форму та розміри при спалахах сонячної активності.
Саме така активність допомогла науковцям розгледіти ефект Цвана–Вольфа. Коли потужний сонячний шторм ударив по Марсу, він посилив явище настільки, що його змогли зареєструвати прилади MAVEN.
Учені припускають, що в іоносфері Марса цей процес відбувається постійно, але за звичайних умов він надто слабкий, щоб його могли зафіксувати датчики зонда.
«Ніхто не очікував, що цей ефект може відбуватися в атмосфері, — наголосив Фаулер. — Це робить відкриття ще більш захопливим. Воно відкриває нову фізику, яку ми ще не досліджували, і новий спосіб, яким Сонце та космічна погода можуть змінювати динаміку марсіанської атмосфери».
Навіщо це потрібно науці
Виявлення ефекту Цвана–Вольфа на Марсі дає вченим новий інструмент для розуміння взаємодії планети з космічною погодою. Це особливо важливо для Марса, у якого немає власної глобальної «захисної оболонки». Крім того, відкриття може бути застосовне до інших небесних тіл без власного магнітного поля — наприклад, до Венери чи супутника Сатурна Титана.
«Знання того, як космічна погода взаємодіє з Марсом, дуже важливе, — заявила Шеннон Каррі, головна дослідниця місії MAVEN. — Команда MAVEN продовжує робити нові відкриття з нашими даними й знаходити ці зв'язки між нашим світилом і Червоною планетою».
Статус місії MAVEN
Зонд MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) запустили в листопаді 2013 року, і він вийшов на орбіту Марса у вересні 2014 року. Його завдання — вивчення верхніх шарів атмосфери та іоносфери Марса, а також того, як сонячний вітер «здуває» з планети залишки газової оболонки.
6 грудня 2025 року зв'язок із зондом було втрачено. У лютому 2026 року NASA створило спеціальну комісію для аналізу стану апарата та оцінки можливості його відновлення. Попри те, дані, зібрані MAVEN за роки роботи (понад 3500 наукових публікацій), продовжують приносити відкриття, і виявлення ефекту Цвана–Вольфа — прямий тому доказ. Місія MAVEN входить до портфеля програми NASA з дослідження Марса.
