В 2008 году два европейских зонда, «Венус Экспресс» и «Марс Экспресс», передали данные, которые заставили планетологов пересмотреть привычные представления о ближайших соседях Земли. Оказалось, что две планеты, которые трудно представить более непохожими, взаимодействуют с солнечным ветром практически одинаково. Марс — холодная пустыня с разреженной атмосферой, Венера — раскалённый ад под толстым одеялом углекислого газа. Но на высоте около 250 километров разница между ними стирается.

Как солнечный ветер срывает атмосферу

Солнечный ветер — это почти непрерывный поток заряженных частиц, который истекает из солнечной короны и устремляется в межпланетное пространство. Для планет с плотной атмосферой, но без собственного сильного магнитного поля, этот поток становится безжалостным скульптором. У Земли есть мощная магнитосфера, которая отклоняет солнечный ветер, словно щит. У Марса и Венеры такой защиты нет — их ионосферы напрямую подставлены под удар.

Ионосфера — верхний слой атмосферы, где газы ионизированы ультрафиолетовым излучением Солнца и состоят в основном из заряженных частиц. Когда солнечный ветер налетает на планету, его собственное магнитное поле и поток частиц начинают срывать ионы из ионосферы и уносить их в космос. Годами, веками, миллиардами лет этот процесс способен полностью изменить планету. Кстати, мы уже писали о том, как зонд MAVEN пытался выяснить, куда Марс потерял воздух и воду, — и тогда учёные проверяли две версии катастрофы, не исключая, что найдут нечто совсем неожиданное.

Магнитный хвост, которого не должно быть

Прямое столкновение солнечного ветра с ионосферой порождает любопытный эффект: вокруг планеты возникает индуцированное магнитное поле. Оно слабое, гораздо слабее земного, но его хватает, чтобы обернуть планету и вытянуться в длинный хвост с дальней от Солнца стороны — так называемый магнитосферный хвост. Анализ данных с «Венус Экспресс» и «Марс Экспресс» показал, что структуры этих индуцированных магнитных полей у Марса и Венеры удивительно похожи.

Сходство неочевидное. Венера находится заметно ближе к Солнцу — а значит, солнечный ветер там плотнее и агрессивнее. Сама планета крупнее Марса, а её атмосфера в десятки раз массивнее. Казалось бы, и взаимодействие должно быть совершенно иным. Но на высоте примерно 250 километров плотности ионосфер двух планет выравниваются. Именно этот фактор, по мнению учёных, и объясняет, почему столь разные миры ведут себя одинаково под натиском солнечного ветра.

Невидимая связь двух миров

Открытие заставило по-новому взглянуть на эволюцию планетных атмосфер. Если механизм уноса ионов работает схожим образом и на Марсе, и на Венере, значит, можно строить более точные модели того, как эти планеты теряли воду и газы на протяжении миллиардов лет. Возможно, когда-то и Марс, и Венера обладали куда более плотными и тёплыми атмосферами, но солнечный ветер постепенно ободрал их до нынешнего состояния. Земле повезло — её магнитное поле до сих пор держит удар.

Ирония в том, что две планеты, разделённые пропастью в температуре, давлении и химическом составе, оказались связаны невидимой нитью на высоте, где царит вакуум и потоки частиц от нашей звезды. Это напоминает, что в Солнечной системе даже самые несхожие объекты подчиняются единым законам физики — и порой эти законы проявляют себя самым неожиданным образом.