Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Экспедиция «9 Легенд Русского Севера»
Космос

В атмосфере Марса обнаружили зеленое свечение

Михаил Сысоев
16 июня 2020
ExoMars TGO
Художественное представление о зеленом свечении в атмосфере Марса
Фото: ESA
Открытие было сделано с помощью автоматической межпланетной станции ExoMars TGO.

«Орбитальный аппарат для исследования малых составляющих атмосферы» (Trace Gas Orbiter) совместной программы Европейского космического агентства и российской госкорпорации «Роскосмос» ExoMars наблюдал кислородное зеленоватое свечение в атмосфере Красной планеты, сообщается в пресс-релизе ЕSA. Это явление было впервые обнаружено вокруг планеты, отличной от Земли. 

На Земле светящийся кислород вырабатывается во время полярных сияний, когда заряженные электроны из межпланетного пространства попадают в верхние слои атмосферы. Это управляемое кислородом излучение света дает полярным сияниям их характерный зеленый оттенок.

Аврора, однако, является лишь одним из способов освещения атмосферы. Атмосфера планет, включая Землю и Марс, светится постоянно как днем, так и ночью, поскольку солнечный свет взаимодействует с атомами и молекулами в атмосфере. Дневное и ночное свечения вызваны различающимися механизмами: ночное свечение происходит, когда разорванные молекулы рекомбинируют, а дневное свечение возникает, когда солнечный свет непосредственно заряжает атомы и молекулы, такие как азот и кислород.

_-.jpg
ESA Снимок зеленого свечения в атмосфере Земли, сделанный с борта МКС

На Земле зеленое ночное свечение довольно слабое, и лучше всего наблюдать его, взглянув «на края» — как показано на многих впечатляющих снимках, сделанных астронавтами на Международной космической станции (МКС). Эта особенность может быть проблемой при охоте за свечением вокруг других планет, поскольку их яркие поверхности могут заглушить свечение.

«Одно из самых ярких излучений на Земле связано с ночным свечением. Точнее говоря, от атомов кислорода, излучающих определенную длину волны света, которую никогда не видели вокруг другой планеты», — Жан-Клод Жерар, ведущий автор нового исследования из Университета в Льеже.

Это явление на Марсе было предсказано еще 40 лет назад, но впервые наблюдалось непосредственно. Жерар и его коллеги смогли обнаружить это излучение, используя специальный режим наблюдения TGO. Один из продвинутых инструментов орбитального аппарата, известный как NOMAD (Nadir и Occultation for Mars Discovery) и включающий в себя ультрафиолетовый и видимый спектрометр (UVIS), может производить наблюдения в различных конфигурациях, одна из которых позиционирует свои приборы так, чтобы они были направлены прямо на марсианскую поверхность.

«Предыдущие наблюдения не зафиксировали какого-либо вида зеленого свечения на Марсе, поэтому мы решили переориентировать канал надира UVIS так, чтобы он указывал на „край“ Марса, аналогично перспективе, которую вы видите на изображениях Земли, полученных с МКС», — Энн Карин Вандэле, соавтор исследования.

В период с 24 апреля по 1 декабря 2019 года исследователи использовали NOMAD-UVIS для сканирования высот в диапазоне от 20 до 400 километров от марсианской поверхности. Когда они проанализировали эти наборы данных, они обнаружили выброс зеленого кислорода во всех из них. 

В период с 24 апреля по 1 декабря 2019 года исследователи использовали NOMAD-UVIS для сканирования высот в диапазоне от 20 до 400 километров от марсианской поверхности. Когда они проанализировали эти наборы данных, они обнаружили выброс зеленого кислорода во всех из них.
_--.jpg
ESA Яркость зеленого свечения на различных высотах от поверхности Марса.

Изучение свечения планетных атмосфер может дать богатую информацию о составе и динамике атмосферы, а также выявить, как энергия выделяется как солнечным светом, так и солнечным ветром — потоком заряженных частиц, исходящих от нашей звезды. Чтобы лучше понять это зеленое свечение на Марсе и сравнить его с тем, что мы видим вокруг нашей собственной планеты, Жерар и его коллеги углубились в изучение того, как оно образовалось. 

«Мы смоделировали эту эмиссию и обнаружили, что она в основном производится в виде диоксида углерода или CO2, разбитого на его составные части: окись углерода и кислород. Мы увидели, что получающиеся атомы кислорода светятся как в видимом, так и в ультрафиолетовом свете», — Жан-Клод Жерар.

Одновременное сравнение этих двух видов излучения показало, что видимое излучение было в 16,5 раз интенсивнее, чем ультрафиолетовое.

«Наблюдения на Марсе согласуются с предыдущими теоретическими моделями, но не с тем фактическим сиянием, которое мы видели вокруг Земли, где видимое излучение намного слабее. Это говорит о том, что нам нужно больше узнать о том, как ведут себя атомы кислорода, что очень важно для нашего понимания атомной и квантовой физики», — объясняет Жерар. 

Это понимание является ключом к характеристике атмосфер планет и связанных с ними явлений, таких как полярные сияния. Расшифровывая структуру и поведение этого зеленого светящегося слоя атмосферы Марса, ученые могут получить представление о диапазоне высот, который остается в значительной степени неисследованным, и отслеживать, как он изменяется по мере изменения активности Солнца и движения Марса по его орбите вокруг нашей звезды.

Понимание свойств атмосферы Марса не только интересно с научной точки зрения, но и является ключом к выполнению миссий, которые в будущем отправятся на Красную планету. Например, плотность атмосферы напрямую влияет на сопротивление, испытываемое орбитальными спутниками и парашютами, используемыми для доставки зондов на марсианскую поверхность.

«Предсказание изменений в плотности атмосферы особенно важно для предстоящих миссий, включая миссию ExoMars 2022, которая отправит на планету ровер для исследования поверхности Марса», — заключает еще один соавтор исследования Хакан Сведхем.

Узнайте, как Solar Orbiter максимально приблизился к Солнцу и разворачивает научные приборы.

рекомендации
Информация

Как строили самое высокое здание в Центральной Азии

Восклицательный знак

На что способны HONOR Watch GS Pro: узнайте в спецпроекте «Время движения»!

Вопросительный знак, вопрос

Тест: как не попасть на крючок гринвошинга