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.
Ученые из Японии и Франции под руководством астронома Мицунори Одзаки обнаружили, что эти волны «свистят» и вокруг Меркурия, когда он огибает Солнце. Это интересно, потому что на этих других планетах есть кое-что, чего нет у Меркурия: плотная, насыщенная атмосфера и постоянные радиационные пояса, в которых солнечные частицы попадают в магнитное поле планеты.
Ученые говорят, что это открытие может пролить некоторый свет на магнитную среду вокруг Меркурия и на то, как планетарные магнитные поля в целом формируются под воздействием солнечного ветра, пишет Science Alert со ссылкой на результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Astronomy.
У Меркурия нет большого магнитного поля. Это довольно голый кусок камня с практически несуществующей атмосферой, расположенный слишком близко к Солнцу. На него постоянно воздействует радиация, а также солнечный ветер.
Но в этом году ученые обнаружили, что на Меркурии, даже с его слабым магнитным полем и атмосферой, есть полярные сияния, причем своего странного типа.
Однако и задолго до этого открытия ученые предполагали, что на Меркурии могут быть хоровые волны. Это происходит, когда электроны большой энергии попадают в магнитосферу планеты, вращаясь по спирали вдоль силовых линий магнитного поля и генерируя волны в плазме.
Эти волны можно записать и преобразовать в звуки, которые меняются в зависимости от того, как и куда движутся электроны. Например, вы можете услышать свистовые волны, записанные на Земле, на видео ниже.
Исследование Меркурия было непостоянным и редким, а это означает, что наше понимание его космической среды неоднородно. Астрономы знали о его магнитном поле с тех пор, как «Маринер-10» проводил наблюдения в 1970-х годах.
Но учёные пытаются восполнить этот недостаток. Так, частью миссии Mercury BepiColombo, запущенной в 2018 году, является инструмент под названием MIO, предназначенный для изучения магнитосферы Меркурия.
Этот космический зонд еще не вышел на нужную орбите; гравитация Солнца затрудняет этот процесс. Но он уже совершил облёты Меркурия в 2021 и 2022 годах, в результате чего были зафиксированы наблюдения магнитного поля Меркурия.
Благдаря данным, собранным MIO, исследователи обнаружили явные доказательства наличия свистовых волн в магнитосфере Меркурия. Но в них было что-то странное: они появились только в небольшой части магнитосферы Меркурия, в клине, известном как утренний сектор.
Исследователи предположили, что существует некий физический механизм, либо способствующий появлению хоровых волн в этой области, либо подавляющий их повсюду. Команда провела 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 потребует дополнительных наблюдений и 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, имеют ли Земля и Меркурий схожие пространственно-временные свойства их «хора электронов». Данный анализ прокладывает путь к этим сложным будущим исследованиям, которые покажут, как окружающая среда намагниченных планет формируется под воздействием солнечного ветра в нашей Солнечной системе, с потенциальной экстраполяцией на экзопланеты и их взаимодействие со звездными ветрами», — пишут астрономы.