О влиянии планетарного магнитного поля на ослабление потока высыпающихся электронов в атмосферу Земли

Молекула NO является индикатором N₂-O₂ атмосферы планеты земного типа [1], а ее спектральные линии возможно обнаружить на ближайших (<30 пк) экзопланетах с помощью планируемого космического телескопа «Спектр-УФ» [2]. Из наблюдений земной термосферы известно [3], что NO эффективно формируется при высыпании электронов с энергиями 1 – 10 кэВ. Так как концентрация NO зависит от потока энергии высыпающихся электронов [4], Q₀, то если определить содержание NO на планете с разным собственным магнитным полем, B_pl, можно независимо оценить, как B_pl влияет на ослабление Q₀.

Чтобы сделать такую оценку мы сравнили содержание NO для двух случаев при разных значениях B_pl: а) на Земле (B_pl = B_⊕) и б) на планете без собственного магнитного поля (B_pl = 0). Содержание NO для планеты с B_pl = B_⊕ мы взяли из спутниковых наблюдений земной атмосферы. Проверенная на Земле численная модель образования NO [4] была использована для планеты с B_pl = 0. Чтобы определить параметры высыпающихся e^- для случая б), мы использовали МГД модель взаимодействия звездного ветра с атмосферой планеты земного типа с B_pl = 0, которая прошла валидацию на примере Венеры [5].

По результатам расчетов определено, что общее число молекул NO на планете с B_pl=0 больше, чем на Земле в ≈10 раз (рассматриваются условия спокойного Солнца). Соответствующий вывод можно сделать и для потока энергии Q₀, который за счет наличия B_pl у планеты ослабевает на порядок величины по сравнению с планетой без магнитного поля. Полученная оценка показывает роль магнитного поля Земли в качестве защитного механизма к высыпанию электронов.

[1] L. Sproß, et al. Astronomy Reports. 65 (2021) 4. 

[2] Г. Цуриков и др. Астрономический Журнал. 102 (2025) 2. 

[3] C. Barth, et al. Geophysical Research Letters. 31 (2004) L04809. 

[4] V. Shematovich, et al. Astronomy Reports. 68 (2024) 12. 

[5] A. Zhilkin, et al. Astronomy Reports. 68 (2024) 12.