Международная группа исследователей совершила прорыв в изучении Красной планеты: в атмосфере Марса впервые зафиксирован электромагнитный сигнал, известный как «свистящий атмосферик». Как сообщает публикация в авторитетном журнале Science Advances, это рассеянное радиоэхо возникает во время разрядов молний, и его обнаружение стало прямым доказательством того, что электрические бури на Марсе — реальность.
Первичные данные аппарат NASA MAVEN получил ещё 21 июня 2015 года, но лишь спустя десять лет исследователи смогли подтвердить природу сигнала. Учёные поясняют: при ударе молнии испускается широкий спектр волн, самые низкочастотные из которых проникают в ионосферу и распространяются вдоль линий магнитного поля. Высокие частоты движутся быстрее низких, из-за чего сигнал растягивается во времени, а при трансформации в звук напоминает нисходящий свист или отдаленный крик кита.
Долгое время считалось, что на Марсе такие «свисты» невозможны из-за отсутствия у планеты глобального магнитного поля. Однако у него сохранились локальные участки намагниченной коры — остаточное явление древнего магнитного поля. Именно они, как и предполагали учёные десятилетиями, способны проводить подобные волны. Команда из чешского Карлова университета проанализировала 108 418 записей с плазменного волнового прибора зонда MAVEN и обнаружила единственный, но идеально совпадающий с описанием сигнал.
Зафиксировали его ночью на высоте 349 километров над областью с остаточным магнитным полем. Ночное время выбрано не случайно: днём солнечное излучение сжимает ионосферу, мешая распространению волн. Сигнал длился около 0,4 секунды, его частота понижалась со временем, а мощность в 10 раз превышала фоновый шум. Моделирование магнитного поля и плотности плазмы показало идеальное совпадение траектории сигнала от поверхности до орбиты. Расчеты выявили: источник разряда по мощности аналогичен сильной молнии на Земле.
Открытие имеет колоссальное значение не только для физики. Эксперты напоминают, что на Земле молнии в облаках водяного пара — привычное явление, но в разреженной атмосфере Марса воды мало. Выясняется, что электризация возникает при трении частиц песка во время мощных пылевых бурь, характерных для планеты. Подобные события редки из-за сложного сочетания факторов: нужны мощная вспышка, почти вертикальное магнитное поле, ночная сторона и аппарат с приборами в нужном месте. Вероятно, молнии на Марсе случаются чаще, но их не фиксировали из-за отсутствия этих условий.
Для астробиологии открытие становится ещё одним аргументом в пользу потенциальной обитаемости планеты. Лабораторные эксперименты показывают: электрические разряды способны запускать синтез базовых органических молекул. Если такие процессы идут на Марсе, их необходимо учитывать при оценке возможности существования жизни в прошлом. Теперь учёные знают, что физические законы распространения волн в плазме универсальны для Земли и Марса, а значит, Красная планета хранит ещё много секретов, которые предстоит раскрыть.