Пик солнечного цикла уменьшает космические лучи вокруг Марса, Венеры и Земли

Измерения, проведенные у соседей Земли, Марса и Венеры, показывают борьбу между высокоэнергетическими космическими лучами из-за пределов Солнечной системы и влиянием Солнца внутри Солнечной системы. В новом исследовании ученые сравнили данные, собранные аналогичными плазменными датчиками ASPERA на космических кораблях Mars Express и Venus Express, с количеством солнечных пятен, видимых на поверхности Солнца.

Результаты показали, что пики высокой активности в 11-летнем солнечном цикле подавляли космические лучи, которые представляют собой высокоэнергетические частицы, путешествующие в космосе почти со скоростью света.

Понимание космических лучей может иметь жизненно важное значение для будущих космических исследований, потому что эти высокоэнергетические частицы могут повредить электронику космического корабля и даже ДНК астронавтов.

«Исследование показывает ряд ценных идей, которые можно извлечь из того, что на самом деле является информацией фонового подсчета, собранной приборами ASPERA», — сказал Йошифуми Футаана, ученый из Шведского института космической физики и ведущий автор нового исследования.

«Понимание различных взаимосвязей между космическими лучами и солнечным циклом, атмосферами планет и работой приборов космического корабля очень важно для будущих миссий роботов и исследований человека».

Космический аппарат Европейского космического агентства (ЕКА) Mars Express был запущен в 2003 году и остается на орбите вокруг Красной планеты, в то время как Venus Express агентства работал вокруг второй планеты от Солнца в период с 2006 по 2014 год, предоставив ученым 17-летние данные с Марса и восемь от Венеры.

Исследователи также включили измерения космических лучей, сделанные на Земле нейтронным монитором Thule в Гренландии. Затем команда разделила данные на трехмесячные периоды, чтобы проанализировать количество космических лучей за эти периоды, уменьшив влияние спорадических солнечных явлений, таких как вспышки и выбросы корональной массы.

Данные со всех трех планет показали, что обнаружение космических лучей уменьшилось, когда активность Солнца в 24-м солнечном цикле достигла своего пика, который произошел примерно в апреле 2014 года. Однако данные Красной планеты показали девятимесячную задержку между максимальным количеством солнечных пятен и минимум в обнаружении космических лучей вокруг Марса.

«Предыдущие исследования показали, что существует задержка в несколько месяцев между солнечной активностью и поведением космических лучей на Земле и на Марсе», — сказал Футаана. «Наши результаты подтверждают это, а также предоставляют дополнительные доказательства того, что 24-й солнечный цикл был немного необычным, возможно, из-за длительного солнечного минимума между 23-м и 24-м циклами или относительно низкой активности во время 24-го цикла». В настоящее время 25-й солнечный цикл набирает обороты, и ожидается, что его пик наступит примерно в 2025 году.

Данные, собранные Venus Express, было сложнее анализировать, чем данные с Земли или Марса, потому что способ обработки данных на борту космического корабля изменился в 2010 году.

Кроме того, хотя Venus Express и Mars Express используют один и тот же прибор для подсчета космических лучей, отдельные плазменные датчики ASPERA адаптированы к очень разным условиям второй и четвертой планет Солнечной системы. Это предотвратило прямое сравнение количества космических лучей на двух планетах.

Футаана и его команда также изучили, как менялось обнаружение космических лучей в течение нескольких часов, пока каждый космический корабль вращался вокруг своей планеты. Эта работа определила, что космические лучи не могут достичь области за Марсом, которая больше, чем сама планета, хотя исследователи пока не уверены, почему.