- Информация о материале
- Опубликовано: 25 октября 2020
- Обновлено: 25 октября 2020
- Просмотров: 519
Обитатели Земли обязаны своим существованием магнитному полю, которое окружает планету и защищает её от высокоэнергетических частиц, обильно извергающихся Солнцем. Но эти незримые оболочки не всегда играют героическую роль в нашей звездной системе. Взаимоотношения планет со своими магнитными полями, мягко выражаясь, сложны и неоднозначны. Иногда они приносят больше вреда, чем пользы.
Содержание:
Марсианская катастрофа
Нашему красному соседу с магнитным полем откровенно не повезло. Сегодня он кажется абсолютно безжизненным, однако по некоторым следам на его поверхности, можно с большой долей уверенности говорить о том, что около трех с половиной миллиардов лет назад на нем было много воды. Это было бы возможно только в случае наличия на Марсе плотной атмосферы, давление которой поддерживало бы воду в жидком состоянии.
Исследователи считают, что её катастрофическое истончение может быть связано с магнитным полем. Наблюдения, сделанные с помощью межпланетных станций, говорят о том, что во времена, когда на поверхности Марса была вода, конвекция ядра генерировала «магнитное динамо» - поле, возникающее в результате завихрений расплавленного металла. Оно окружало Марс и защищало его атмосферу - точно так, как это происходит на Земле. Однако по причинам, которые до сих пор не до конца понятны, динамо перестало работать 3,9 миллиарда лет назад, что привело к «отключению» магнитного поля. Вместе с ним пропала главная защитная оболочка, оберегавшая Марс от высокоэнергетического солнечного ветра.
Но это не конец истории. Космические аппараты, исследующие Красную планету, видят остаточные следы магнетизма на её поверхности. Его источником являются горные породы, сохранившие это физическое состояние после исчезновения динамо-эффекта. Можно бы было подумать, что для сохранности атмосферы это лучше, чем вообще ничего. Однако в начале 2020 года в журнале «Geophysical Research» были опубликованы результаты исследования, которое показало ровно противоположное. Его авторы провели компьютерную симуляцию, попытавшись определить, как быстро Марс теряет атмосферу при той или иной силе магнитного поля.
Результаты оказались довольно неожиданными. В отсутствие поля «утечка» была постепенной и неминуемой. Мощное магнитное поле, естественно, удерживало газовую оболочку на месте. Наиболее же стремительная потеря атмосферы происходила в симуляции, в которой было задано небольшое значение для интересующей нас силы.
Дело в том, что линии магнитного поля на Марсе нестабильны. Они не окружают планету, как на Земле, а представляют собой что-то вроде серпантина, «развевающегося» под напором солнечного излучения. На подветренной стороне небесного тела образуется что-то вроде хвоста, отводящего высокоэнергичные частицы, испускаемые звездой, но одновременно сюда же устремляются заряженные атомы, находящиеся в атмосфере планеты. Симуляция показала, что ионы кислорода и углекислого газа улетучиваются через этот хвост быстрее, чем при полном отсутствии магнитного поля. Авторы исследования считают, что именно этот процесс превратил Марс в ту безжизненную пустыню, которую мы видим по соседству с собой.
Беззащитный Меркурий
Меркурий – маленькая планета. Он всего в полтора раза крупнее Луны, и ему трудно удерживать своей гравитацией атмосферу. Однако она там все же есть. Что, кстати, в высшей степени странно. Причиной её существования может быть только то, что запас газов здесь постоянно пополняется. Согласно одной из гипотез, этот процесс прямо связан с магнитным полем планеты. Будучи в сто раз слабее земного, оно, тем не менее, отклоняет какую-то часть солнечного ветра.
Однако время от времени его линии «скручиваются» в пучки, именующиеся «магнитными торнадо». Эти вихри ловят высокоэнергетические частицы, испускаемые звездой, и затягивают их на поверхность Меркурия со скоростью около 500 километров в секунду. В результате этого обстрела из верхних пород выбиваются атомы, которые поднимаются вверх и пополняют атмосферу планеты. И все бы ничего, если бы не тот факт, что магнитное поле провоцирует бомбардировку небесного тела тем самым излучением, от которого, как считается, оно должно защищать.
Расточительный Юпитер
Юпитер - бесспорный чемпион Солнечный системы по силе магнитного поля. Несмотря на то, что в его ядре нет расплавленных металлов, как у планет земного типа, неимоверная сила тяжести образует внутри газового гиганта слой жидкого водорода, генерирующего мощнейшее возбуждение магнитных полей. Магнитное поле Юпитера примерно в 200 раз больше его самого и в 20 раз крупнее нашей звезды. Эта сила отбрасывает солнечный ветер на миллионы километров от планеты, однако на темной стороне Юпитера она же провоцирует разрушительные для атмосферы процессы.
Дело в том, что, несмотря на свою мощь, магнитное поле здесь не является идеальной сферой. Та его сторона, что обращена к звезде, сжимается под напором солнечного ветра, в то время как с другого края оно вытягивается на огромное расстояние, образуя длинный хвост. В 2007 году станция «New Horizons» пролетела сквозь эту струю на пути к Плутону и обнаружила нечто странное - сгустки заряженных частиц газа, уносящиеся прочь от планеты. По мнению ученых, это явный признак того, что магнитный хвост Юпитера разрушает атмосферу.
Пузыри образуются, когда линии поля, тянущиеся позади планеты, соединяются друг с другом в так называемые плазмоиды. Эти сгустки имеют свойство захватывать в себя газ - как, например, поступает мыльный пузырь с воздухом. Затем они уносятся солнечным ветром вдоль магнитного хвоста. По подсчетам исследователей, в результате этого процесса Юпитер теряет примерно сто килограммов своего вещества в секунду. Видимо, то же самое происходит и на других газовых гигантах Солнечной системы.
Вам может быть интересно:
Космические события до которых мы не доживем
Где искать Землю 2.0 и надо ли это делать
Не пугайте инопланетян. Как человечество узаконило космос...
Мать Земля
Думаете, как минимум на Земле магнитное поле всегда на нашей стороне? Как бы не так. Одним из самых живописных визуальных его проявлений являются полярные сияния. Эти потрясающе красивые световые представления появляются в небе в тот момент, когда магнитное поле относит частицы солнечного ветра к полюсам Земли. Ускоряясь, эти атомы излучают свет в видимой части спектра. Но на своем пути они врезаются в ионы в верхних слоях атмосферы и выбивают их в космос. Это довольно масштабный процесс. Он лишает планету 90 тонн вещества в день.
Может показаться, что это довольно много, но надо знать, что внутри воздушной оболочки Земли приблизительно пять квадриллионов тонн газов. Этого запаса хватит на миллиарды лет, даже если он не будет пополняться. В общем, за Землю мы можем быть спокойны. Нашему магнитному полю можно простить эту небольшую расточительность, тем более что именно ему обязано своим существованием всё живое на нашей планете.
