Космический аппарат BepiColombo, совместный проект Европейского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), совершил третий пролёт мимо Меркурия 19 июня 2023 года, предоставив ценную информацию о магнитном поле и магнитосфере самой внутренней планеты Солнечной системы.
Во время пролёта научные приборы на борту собрали данные о магнитном ландшафте Меркурия, что позволило составить карту магнитного поля и магнитосферы планеты. Магнитосфера Меркурия представляет собой пузырь, образованный магнитным полем планеты, который защищает её от солнечного ветра.
«Эти пролёты были быстрым, — мы пересекли магнитосферу Меркурия примерно за 30 минут, находясь на минимальном расстоянии всего в 235 километров над поверхностью планеты. Мы выяснили тип частиц, насколько они горячие и как движутся, что позволило составить всю карту магнитного ландшафта планеты за этот короткий период», — рассказала Лина Хадид, бывший научный сотрудник ЕКА, ныне работающая в Лаборатории физики плазмы Парижской обсерватории.
Объединение измерений BepiColombo с компьютерным моделированием для определения происхождения обнаруженных частиц на основе их движения позволило Хадид и её коллегам описать различные особенности, обнаруженные в магнитосфере. «Мы увидели ожидаемые структуры, такие как "ударная" граница между солнечным ветром и магнитосферой, а также прошли через "рога", обрамляющие плазменный слой, — область более горячего, более плотного электрически заряженного газа, который вытекает, как хвост, в направлении от Солнца», — добавила Хадид.
Кроме того, исследователи обнаружили низкоширотный пограничный слой, — область турбулентной плазмы на краю магнитосферы, и частицы с гораздо более широким диапазоном энергий, чем когда-либо видели на Меркурии. «Мы также наблюдали горячие ионы вблизи экваториальной плоскости и на низких широтах, захваченные магнитосферой, и мы думаем, что единственный способ объяснить это — кольцевой ток, либо частичный, либо полный, но эта область вызывает много споров», — добавила Хадид.
Кольцевой ток — это электрический ток, переносимый заряженными частицами, захваченными в магнитосфере. У Земли есть хорошо изученный кольцевой ток, расположенный в десятках тысяч километров от поверхности. На Меркурии менее ясно, как частицы могут оставаться захваченными в пределах нескольких сотен километров от планеты, особенно учитывая, что магнитосфера «прижата» к поверхности планеты.
Эти открытия предоставляют ценную информацию о динамике магнитосферы Меркурия и её взаимодействии с солнечным ветром. Кроме того, они подчёркивают необходимость дальнейших исследований для понимания сложных процессов, происходящих в магнитосфере планеты.
Магнитное поле Меркурия в 100 раз слабее, чем на Земле, но оно всё же вырезает в пространстве пузырь, называемый магнитосферой, который действует как буфер для непрерывного потока частиц, выдуваемых Солнцем в виде солнечного ветра. Поскольку орбита Меркурия находится близко к Солнцу, взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой и даже поверхностью планеты намного интенсивнее, чем на Земле. Изучение динамики этого пузыря и свойств частиц, содержащихся в нём, является одной из главных целей миссии BepiColombo.
BepiColombo должен прибыть на Меркурий в 2026 году и начать собирать данные о магнитном поле и магнитосфере планеты на постоянной основе. Эти данные будут использованы для создания более полной картины динамической среды Меркурия и её взаимодействия с солнечным ветром. «Мы с нетерпением ждем возможности увидеть, как BepiColombo повлияет на наше более широкое понимание планетарных магнитосфер», — говорит Герайнт Джонс, научный сотрудник проекта ESA BepiColombo.
Исследователи уже изучают данные, полученные во время четвёртого близкого пролёта Меркурия, и готовятся к двум последним последовательным пролётам, намеченным на 1 декабря 2024 года и 8 января 2025 года соответственно.