Учёные обнаружили новое и совершенно уникальное атмосферное явление на Марсе

Инструменты миссии MAVEN NASA впервые зафиксировали на Марсе ранее не наблюдавшееся в атмосфере планеты физическое явление — эффект Цвана—Вольфа. Ранее он был известен лишь в окрестностях Земли и регистрировался только в планетарных магнитосферах, где доминирует сильное магнитное поле.

Открытие сделали при анализе данных, собранных в декабре 2023 года во время мощной солнечной бури, обрушившейся на Марс. В ионосфере планеты — слое атмосферы на высоте до 200 километров — исследователи зафиксировали необычные колебания магнитного поля и поведения заряженных частиц. Дополнительный анализ показал, что частицы сжимались и перераспределялись вдоль магнитных структур, известных как магнитные трубки, что соответствует характеристикам эффекта Цвана—Вольфа.

На Земле этот процесс связан с отклонением солнечного ветра — потока заряженных частиц от Солнца. Однако условия Марса принципиально отличаются: у планеты нет глобального магнитного поля, поэтому солнечный ветер напрямую взаимодействует с верхними слоями атмосферы. Именно это делает обнаруженное явление особенно значимым для науки.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, отмечается, что эффект может постоянно присутствовать в марсианской атмосфере, но в обычных условиях его сигнал слишком слаб для регистрации приборами MAVEN. Лишь мощная солнечная буря 2023 года усилила процесс до наблюдаемого уровня.

Сам эффект Цвана—Вольфа впервые описали в 1976 году при изучении магнитосферы Земли, однако до сих пор его не фиксировали непосредственно внутри атмосферы планеты. Поэтому обнаружение стало неожиданностью даже для исследовательской группы.

Ведущий автор работы Кристофер Фаулер, сотрудник Университета Западной Вирджинии, сообщил, что изучение началось с «странных колебаний» в магнитных данных зонда. Первоначально команда рассматривала разные версии их происхождения, но ни одна не объясняла весь набор сигналов одновременно.

Ключ к разгадке появился после сопоставления магнитных измерений с данными о заряженных частицах в ионосфере. Тогда удалось установить, что частицы сжимаются и направляются вдоль магнитных трубок, возникающих при взаимодействии солнечного ветра с атмосферой Марса. Это поведение соответствует эффекту Цвана—Вольфа.

Авторы исследования отмечают, что подобные процессы могут происходить и на других небесных телах без глобального магнитного поля — например, на Венере или крупнейшем спутнике Сатурна Титане. Изучение таких явлений помогает понять, как солнечная активность влияет на эволюцию атмосфер и способствует их постепенной утрате в космосе.

Миссия MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) была запущена в ноябре 2013 года и достигла орбиты Марса в сентябре 2014 года. Аппарат изучает верхние слои атмосферы, ионосферу и взаимодействие с солнечным ветром, чтобы объяснить, как Марс утратил большую часть своей атмосферы за миллиарды лет.

Полученные результаты подтверждают влияние космической погоды на марсианскую среду: сильные солнечные бури способны временно менять структуру атмосферы и воздействовать даже на работающие орбитальные аппараты.

В настоящее время миссия MAVEN переживает сложный этап. NASA потеряла связь с зондом 6 декабря 2025 года. В феврале 2026 года была сформирована экспертная группа для оценки возможности восстановления связи и анализа состояния аппарата. Официальных обновлений о его судьбе пока не поступало.