Учёные, работающие с данными зонда NASA MAVEN, обнаружили в атмосфере Марса явление, которое 50 лет считалось уникальной особенностью Земли — эффект Цвана–Вольфа (Zwan-Wolf effect). Этот процесс, при котором заряженные частицы выдавливаются вдоль магнитных трубок, впервые зафиксирован в ионосфере Красной планеты на высоте ниже 200 км. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Неожиданная находка в старых данных
В декабре 2023 года исследовательская группа под руководством Кристофера Фаулера из Университета Западной Вирджинии наткнулась на необычные «колебания» в магнитных измерениях MAVEN, пролетавшего через марсианскую атмосферу. Приборы зонда зафиксировали картину, которую до сих пор наблюдали только в магнитосферах планет — в частности, у Земли, где этот эффект помогает отклонять солнечный ветер.
«Когда я изучал данные, я внезапно заметил очень интересные колебания, — рассказал Фаулер. — Я бы никогда не подумал, что это может быть тот самый эффект, ведь его никогда не видели в атмосфере ни одной планеты».
Эффект Цвана–Вольфа был впервые описан в 1976 году. Суть явления: заряженные частицы (ионы и электроны) под давлением солнечного ветра выдавливаются вдоль магнитных силовых трубок (флюкс-трубок) подобно зубной пасте из тюбика. На Земле этот процесс защищает планету от потока солнечной плазмы.
Как эффект проявляется на неприкрытой планете
В отличие от Земли, у Марса нет собственного глобального магнитного поля. Вместо этого под действием солнечного ветра у планеты формируется так называемая индуцированная магнитосфера — своего рода магнитная «тень», которая сильно меняет форму и размеры при всплесках солнечной активности.
Именно такая активность помогла учёным разглядеть эффект Цвана–Вольфа. Когда мощный солнечный шторм ударил по Марсу, он усилил явление настолько, что его смогли зарегистрировать приборы MAVEN.
Учёные предполагают, что в ионосфере Марса этот процесс идёт постоянно, но в обычных условиях слишком слаб, чтобы его могли зафиксировать датчики зонда.
«Никто не ожидал, что этот эффект может происходить в атмосфере, — подчеркнул Фаулер. — Это делает открытие ещё более захватывающим. Оно открывает новую физику, которую мы ещё не исследовали, и новый способ, которым Солнце и космическая погода могут менять динамику марсианской атмосферы».
Зачем это нужно науке
Обнаружение эффекта Цвана–Вольфа на Марсе даёт учёным новый инструмент для понимания взаимодействия планеты с космической погодой. Это особенно важно для Марса, у которого нет собственной глобальной «защитной оболочки». Кроме того, открытие может быть применимо к другим небесным телам без собственного магнитного поля — например, к Венере или спутнику Сатурна Титану.
«Знание того, как космическая погода взаимодействует с Марсом, очень важно, — заявила Шеннон Карри, главный исследователь миссии MAVEN. — Команда MAVEN продолжает делать новые открытия с нашими данными и находить эти связи между нашим светилом и Красной планетой».
Статус миссии MAVEN
Зонд MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) был запущен в ноябре 2013 года и вышел на орбиту Марса в сентябре 2014 года. Его задача — изучение верхних слоёв атмосферы и ионосферы Марса, а также того, как солнечный ветер «сдувает» с планеты остатки газовой оболочки.
6 декабря 2025 года связь с зондом была потеряна. В феврале 2026 года NASA создало специальную комиссию для анализа состояния аппарата и оценки возможности его восстановления. Тем не менее, данные, собранные MAVEN за годы работы (более 3500 научных публикаций), продолжают приносить открытия, и обнаружение эффекта Цвана–Вольфа — прямое тому доказательство. Миссия MAVEN входит в портфель программы NASA по исследованию Марса.
