Sonda ExoMars Trace Gas Orbiter ESA wykryła zieloną poświatę nocną w marsjańskiej atmosferze, dostarczając ważnych danych na temat procesów atmosferycznych i potencjalnego oświetlenia dla przyszłych misji marsjańskich. Zjawisko to, różniące się od zorzy polarnej, stanowi ogromny postęp w naszym rozumieniu zjawisk naturalnych Mars.
Kiedy przyszli astronauci będą badać regiony polarne Marsa, zobaczą zieloną poświatę rozświetlającą nocne niebo. Po raz pierwszy misja Europejskiej Agencji Kosmicznej ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) wykryła widoczną poświatę nocną w marsjańskiej atmosferze.
Pod czystym niebem blask może być wystarczająco jasny, aby ludzie mogli go zobaczyć, a łaziki mogły nawigować w ciemne noce. Obserwuje się także nocną poświatę na Ziemi. Na Marsie można było się tego spodziewać, ale do tej pory nigdy nie zaobserwowano tego w świetle widzialnym.
Nocne światło na Marsie
Atmosferyczna poświata nocna występuje, gdy dwa atomy tlenu łączą się, tworząc cząsteczkę tlenu, około 50 kilometrów (~30 mil) nad powierzchnią planety.
Atomy tlenu odbyły podróż: powstają na dziennej stronie Marsa, gdy światło słoneczne przekazuje energię cząsteczkom dwutlenku węgla, powodując ich rozpad na kawałki. Kiedy atomy tlenu migrują na nocną stronę i przestają ekscytować Słońce, przegrupowują się i emitują światło na niższych wysokościach.
„Emisja ta wynika z rekombinacji atomów tlenu, które powstały w letniej atmosferze i przenoszone przez wiatry na wysokie zimowe szerokości geograficzne, na wysokościach od 40 do 60 kilometrów w marsjańskiej atmosferze” – wyjaśnia Laurieann Soret, badacz z Instytutu Atmosfery i Laboratorium Planetarne. Fizyka z Uniwersytetu w Liège w Belgii i członek zespołu, który opublikował odkrycie w Astronomia przyrodnicza.
Oświetlenie nocnej poświaty może być wystarczająco jasne, aby oświetlić drogę przed tobą i zobaczyć blask tak jasny jak chmury oświetlone księżycem na Ziemi.
„Te obserwacje są nieoczekiwane i interesujące dla przyszłych misji na Czerwoną Planetę” – mówi Jean-Claude Girard, główny autor nowego badania i planetolog z Uniwersytetu w Liège.
Podążaj świecącą zieloną ścieżką
Wzbudziło to zainteresowanie międzynarodowego zespołu naukowego A Poprzednie odkrycie Wykonano je za pomocą Mars Express, który dziesięć lat temu obserwował poświatę nocną w podczerwieni. Następnie sonda kosmiczna Trace Gas Orbiter wykryła świecące zielone atomy tlenu nad dzienną stroną Marsa w 2020 r.; był to pierwszy raz, kiedy zaobserwowano taką emisję światła dziennego wokół planety innej niż Ziemia.
Atomy te również przemieszczają się na nocną stronę, a następnie ponownie łączą się na niższych wysokościach, tworząc widoczną nocną poświatę odkrytą w opublikowanych dzisiaj nowych badaniach.
Krążąc wokół Czerwonej Planety na wysokości 400 kilometrów, TGO był w stanie obserwować nocną stronę Marsa poprzez kanał ultrafioletowy swojego pojazdu. Narzędzie Nomada. Instrument pokrywa zakres widmowy od bliskiego ultrafioletu do światła czerwonego i został skierowany w stronę krawędzi czerwonej planety, aby lepiej obserwować górne warstwy atmosfery.
Eksperyment NOMAD prowadzony jest przez Królewski Belgijski Instytut Astronautyki i współpracuje między innymi z zespołami z Hiszpanii (IAA-CSIC), Włoch (INAF-IAPS) i Wielkiej Brytanii (Open University).
Wartość naukowa
Nocna poświata służy jako wskaźnik procesów atmosferycznych. Może dostarczyć wielu informacji na temat składu i dynamiki trudnego do zmierzenia obszaru atmosfery, a także gęstości tlenu. Może także ujawnić, w jaki sposób energia jest gromadzona przez światło słoneczne i wiatr słoneczny – strumień naładowanych cząstek emanujących z naszej gwiazdy.
Zrozumienie właściwości marsjańskiej atmosfery jest nie tylko interesujące z naukowego punktu widzenia, ale także niezbędne w przypadku misji na powierzchnię Czerwonej Planety. Na przykład gęstość atmosfery bezpośrednio wpływa na opór, jaki wywierają satelity krążące wokół Marsa i spadochrony używane do dostarczania sond na powierzchnię Marsa.
Nocna poświata kontra zorza polarna
Na Ziemi obserwuje się także poświatę nocną, ale nie należy jej mylić z zorzą polarną. Zorza polarna to tylko jeden ze sposobów oświetlania atmosfery planety.
Powstaje zorza polarna, Na Marsie Podobnie jak na Ziemi, kiedy energetyczne elektrony ze Słońca uderzają w górne warstwy atmosfery. Różnią się w przestrzeni i czasie, a światło nocne jest bardziej jednolite. Zarówno poświata nocna, jak i zorza polarna mogą wykazywać szeroką gamę kolorów w zależności od tego, które gazy atmosferyczne występują w największej ilości na różnych wysokościach.
Zielona nocna poświata na naszej planecie jest dość słaba, dlatego najlepiej ją widać, patrząc z perspektywy „krawędziowej” – jak pokazano na Wiele niesamowitych zdjęć Zrobione przez astronautów Międzynarodowa Stacja Kosmiczna.
Film poklatkowy autorstwa Europejska Agencja Kosmiczna Zdjęcie zostało zrobione astronauty Timowi Peake’owi podczas jego sześciomiesięcznej misji Principia na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Brytyjski astronauta tak skomentował ten timelapse: „Widok ISS na «wschodzącą zorzę polarną» – czy widzisz dwa satelity na końcu? Film poklatkowy utworzony ze zdjęć wykonanych w odstępie jednej sekundy, odtwarzany 25 razy szybciej. Źródło: Europejska Agencja Kosmiczna/NASA
Odniesienie: „Obserwacja Marsa O2 „Nocna poświata widoczna przez spektrograf NOMAD na pokładzie orbitera gazu śladowego” J.-C. Girard, L. Surette, I.R. Thomas, P. Ristic, Y. Willama, C. Debussy, AC Vandel, F. Dearden, B. Hubert, J.P. Mason, MR Patel i MA Lopez Valverde, 9 listopada 2023 r., Astronomia przyrodnicza.
doi: 10.1038/s41550-023-02104-8
„Podróżujący ninja. Rozrabiaka. Badacz bekonów. Ekspert od ekstremalnych alkoholi. Obrońca zombie.”