Просмотр новости
Найдите то, что Вас интересует
Спутники
РН
SpaceX
Роскосмос
NASA
СпутникиРНSpaceXРоскосмосNASAМеркурий демонстрирует кратковременные радиационные пояса во время своего удаления от Солнца
Долгое время считалось, что Меркурий является исключением из правила, согласно которому магнитные планеты имеют радиационные пояса, подобные поясам Ван Аллена на Земле. Однако новое исследование, проведенное Инженерным факультетом Мичиганского университета и Калифорнийским университетом в Беркли, говорит об обратном: в магнитном поле Меркурия иногда возникает такой слой радиации.
Радиационный пояс присутствует примерно в 50 % случаев, когда Меркурий находится дальше от Солнца на своей вытянутой орбите, и примерно в 20 % случаев, когда он ближе к Солнцу. По словам исследователей, каждый пояс обычно существует менее 8–12 часов, но может сохраняться в течение нескольких земных суток.
Обнаруженные путем анализа помех в работе приборов зонда MESSENGER, результаты могут помочь ученым рассчитать время выполнения операций в будущих миссиях к Меркурию, включая BepiColombo, совместную европейскую и японскую миссию, выход которой на орбиту Меркурия запланирован на ноябрь этого года.
"Когда мы думаем о будущем исследовании космоса и о том, какие приборы мы отправим на Меркурий, мы захотим знать об этом радиационном поясе и принять правильные меры предосторожности и спроектировать его", - сказал Райан Дьюи, младший научный сотрудник Калифорнийского университета в области климатических и космических наук и инженерии и соавтор исследования.
Меркурий больше не исключение
Все остальные планеты нашей Солнечной системы с магнитными полями — Земля, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — имеют радиационные пояса. Инструменты, которые должны проходить через эти пояса, имеют радиационную защиту, а пилотируемые миссии сводят к минимуму время пребывания астронавтов в поясах.
Но ученые не думали, что относительно слабое магнитное поле Меркурия может задерживать радиацию, поскольку оно постоянно разрывается солнечным ветром — потоком электропроводного газа, исходящего от Солнца. Поскольку Меркурий находится так близко к Солнцу, давление солнечного ветра там в 6–30 раз выше, чем на Земле, а магнитное поле Солнца, способное разрушать магнитные поля планет, в 4–10 раз сильнее.
«Экстремальные космические погодные явления на Земле на самом деле являются нормой для Меркурия», — говорит Вэйцзе Сунь, ассистент-исследователь в области физики в Лаборатории космических наук Калифорнийского университета в Беркли и автор исследования. «Меркурий — это естественная лаборатория, которая позволяет предположить, как может выглядеть радиация на других планетах, вращающихся близко к своим звездам, а также на далеких планетах во время экстремальных космических явлений».
Несмотря на турбулентную космическую среду вокруг Меркурия, исследователи обнаружили, что планета иногда может удерживать радиационный пояс. Магнитное поле Меркурия с большей вероятностью задерживает радиацию, когда планета находится дальше от Солнца на своей вытянутой орбите. В это время солнечный ветер дует не так сильно, что снижает давление на магнитное поле Меркурия. Магнитное поле, в свою очередь, расширяется, предоставляя больше места для накопления радиации от солнечного ветра. Когда Меркурий находится близко к Солнцу, его магнитное поле сжимается, и излучение вытесняется.
«Магнитное поле Меркурия составляет всего около 1 % от силы магнитного поля Земли, поэтому у энергичных электронов, составляющих радиацию, не так много шансов выжить, прежде чем они будут выброшены в космос или столкнутся с планетой», — сказал Дьюи.
Зашумленные данные позволяют обнаружить радиационные пояса
Исследователи обнаружили радиационные пояса Меркурия, изучая старые данные, собранные аппаратом MESSENGER, который находился на орбите Меркурия с 2011 по 2015 год. Космический аппарат помог исследователям определить, какие элементы входят в состав коры Меркурия, измеряя гамма-излучение и нейтроны с помощью прибора, который преобразовывал их в свет.
Но иногда прибор фиксировал рентгеновское излучение, возникающее при воздействии повышенного уровня радиации на его металлический корпус. Прибор также преобразовывал такое рентгеновское излучение в свет, но оно могло появляться только в определенных каналах.
Отслеживая, когда и как часто сигнал повышался в этих каналах, исследователи могли определить, когда и где возникали радиационные пояса Меркурия. Затем исследователи сравнили свои измерения с результатами компьютерного моделирования движения радиации внутри магнитного поля Меркурия, что позволило понять, как формировался и исчезал радиационный пояс.
Информация для будущих миссий к Меркурию
До сих пор неясно, достаточно ли сильна радиация в поясе Меркурия, чтобы повредить приборы на борту BepiColombo, поскольку у исследователей есть только косвенные измерения. Однако это исследование поможет команде BepiColombo понять, когда отключать чувствительные приборы и когда включать приборы, предназначенные для более точного определения уровня радиации на Меркурии.
«Мы не знаем, насколько интенсивна радиация сейчас, но это можно выяснить с помощью аппарата BepiColombo», — сказал Цзютун Чжао, постдокторант Лаборатории космических наук Калифорнийского университета в Беркли и соавтор исследования.
Источник: Мичиганский университет
На изображении:
Фотография Меркурия, сделанная космическим аппаратом MESSENGER в период с 2011 по 2015 год.
Источник: НАСА, Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса и Вашингтонский институт Карнеги.