Вокруг Меркурия обнаружены загадочные «поющие» плазменные волны

Вокруг планет, имеющих магнитосферу, происходит нечто волшебное.

Если прислушаться с помощью правильных инструментов, можно услышать щебетание и свист, почти как пение птиц на рассвете и в сумерках. Эти так называемые хоровые волны были зафиксированы на Земле, Юпитере и Сатурне; и наблюдались на Уране и Нептуне.

Теперь под руководством астронома Мицунори Одзаки из Университета Канадзавы ученые из Японии и Франции обнаружили, что они свистят вокруг Меркурия, бесплодного и одинокого, когда он огибает Солнце.

Это интересно, потому что у этих других планет есть кое-что, чего нет у Меркурия: плотная, богатая атмосфера и постоянные радиационные пояса, где солнечные частицы попадают в ловушку магнитного поля планеты.

Ученые говорят, что это так. открытие, которое может пролить некоторый свет на магнитную среду вокруг Меркурия, а также на то, как планетарные магнитные поля в целом формируются солнечным ветром.

У Меркурия не так уж много магнитного поля. Это довольно голый кусок камня с практически несуществующей атмосферой, расположенный слишком близко к Солнцу, чтобы чувствовать себя комфортно. Его постоянно подвергают воздействию радиации и солнечного ветра.

Но этот пустой, исцарапанный мир таит в себе секреты, о да. Только в этом году учёные наконец обнаружили, что на Меркурии, даже с его жалким магнитным полем и атмосферой, есть полярные сияния, своего рода странные полярные сияния.

Однако задолго до этого открытия учёные думали, что на Меркурии могут быть хоровые волны. . Они происходят, когда энергичные электроны попадают в ловушку магнитосферы планеты, вращаются по спирали вдоль силовых линий магнитного поля и генерируют волны в плазме.

Эти волны можно записать и преобразовать в звуки, которые различаются в зависимости от того, как и где происходит электроны движутся. Вы можете услышать, например, волны свистового режима, записанные на Земле, на видео ниже.

Исследование Меркурия было спорадическим и редким, что означает, что наше понимание его космической среды неоднородно. Мы знали о его магнитном поле с тех пор, как «Маринер-10» проводил наблюдения в 1970-х годах.

Но ученые пытаются восполнить этот недостаток. А частью миссии Mercury BepiColombo, запущенной в 2018 году, является инструмент под названием MIO, предназначенный для изучения магнитосферы Меркурия.

Этот инструмент еще не совсем на орбите; гравитация Солнца затрудняет выход на орбиту. Но космический корабль провел облеты Меркурия в 2021 и 2022 годах, в ходе которых были зафиксированы наблюдения магнитного поля Меркурия.

И там, в данных, собранных MIO, исследователи обнаружили явные доказательства существования волн свистовой моды в магнитосфере. Меркурия. Но поскольку это Меркурий, в них было что-то странное: они появились только в небольшой части магнитосферы Меркурия, в клине, известном как утренний сектор.

Это наводило на мысль, что существует некий физический механизм, способствующий либо хоровые волны в этом регионе или подавляют их повсюду. Команда провела моделирование и моделирование и определила, что передача энергии от электронов к электромагнитным волнам более эффективна в утреннем секторе, что приводит к генерации свистов.

Дальнейшее понимание и характеристика этих хоровых волн. потребуется больше наблюдений и больше анализа. Эти первые открытия позволят исследователям детально спланировать свои исследования перед выводом MIO на орбиту в 2025 году.

«На сегодняшний день мы до сих пор не знаем, обладают ли Земля и Меркурий схожими пространственно-временными свойствами своих электронов. -движимый хором», — пишут исследователи.

«Настоящее исследование прокладывает путь к этим сложным будущим исследованиям, которые покажут, как окружающая среда намагниченных планет формируется солнечным ветром в нашей Солнечной системе, с потенциальной экстраполяцией на экзопланеты и их взаимодействие со звездными ветрами».

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.