Международная группа планетологов проанализировала данные, собранные во время первого пролета автоматической межпланетной станции «БепиКоломбо» (BepiColombo) рядом с Меркурием. Анализ показал, что электроны, падающие дождем на поверхность Меркурия, могут вызывать высокоэнергетические полярные сияния.
На Земле полярные сияния возникают при взаимодействии между солнечным ветром и электрически заряженным верхним слоем атмосферы — ионосферой. У Меркурия очень тонкая атмосфера — экзосфера. В условиях этой планеты заряженные частицы достигают поверхности планеты, и именно это взаимодействие вызывает флуоресценцию в рентгеновском излучении.
При максимальном сближении во время первого пролета «БепиКоломбо» над Меркурием автоматическая космическая станция прошла над поверхностью планеты на расстоянии около 200 км. Она двигалась с ночной стороны северного полушария и максимально приблизился к утренней стороне южного полушария. Во время пролета «БепиКоломбо» прошел сквозь магнитосферу на дневной стороне южного полушария, а затем вышел за ее пределы в поток солнечного ветра.
Приборы станции наблюдали структуру и границы магнитосферы, в том числе магнитопаузу и головную ударную волну. Данные также показали, что магнитосфера находилась в необычно сжатом состоянии, скорее всего, из-за высокого давления солнечного ветра.
Проанализировав данные приборов, исследователи пришли к выводу, что из-за плазменных процессов на утренней стороне магнитосферы Меркурия происходит ускорение электронов. Эти высокоэнергетические частицы транспортируются к планете и падают на ее поверхность. Не сдерживаемые атмосферой, они взаимодействуют с материалами «почвы» и вызывают рентгеновское излучение, что приводит к полярному сиянию.
Впервые мы стали свидетелями того, как электроны ускоряются в магнитосфере Меркурия и выпадают на поверхность планеты. Хотя магнитосфера Меркурия намного меньше земной и имеет другую структуру и динамику, у нас есть подтверждение того, что механизм, генерирующий полярные сияния, одинаков во всей Солнечной системе.
Саэ Айзава, планетолог и соавтор исследования
«БепиКоломбо» — совместная миссия Европейского и Японского космических агентств. Станция запущена в 2018 году и должна выйти на постоянную орбиту у Меркурия в 2025 году. Для экономии топлива миссия использует различные гравитационные маневры для выхода на заданную орбиту. Станция уже пролетела над Землей, дважды использовала гравитацию Венеры и трижды прошла над поверхностью Меркурия. Последний раз — в июне 2023 года.
