Астрономы озадачены жутким явлением на Марсе: ультрафиолетовое «ночное сияние» распространяется по небу планеты каждую ночь.
Каждую ночь на Марсе, когда Солнце садится и температура опускается до минус 80 градусов по Фаренгейту и ниже, на большей части неба планеты распространяется жуткое явление: мягкое свечение, создаваемое химическими реакциями, происходящими в 50-70 км над поверхностью.
Астронавт, находящийся на Марсе, не сможет увидеть это явление - оно проявляется только в ультрафиолетовом свете. Но когда-нибудь, такое явление поможет ученым лучше предсказать протекание удивительно сложной атмосферы Марса.
Атмосфера ночной стороны Марса светится и пульсирует на видео с данных наблюдений космического корабля MAVEN. Фальшивый цвет от зеленого к белому показывает усиление яркости в ультрафиолетовом «ночном свечении» Марса, измеренное ультрафиолетовым спектрографом MAVEN на высоте около 70 километров. Смоделированный вид земного шара Марса добавлен в цифровом виде для контекста с видимыми ледяными шапками на полюсах. За одно вращение Марса происходит три яркости ночного свечения, первое намного ярче, чем два других. Все три повышения яркости происходят вскоре после захода солнца и появляются слева на этом изображении с ночной стороны планеты. Пульсации вызваны нисходящими ветрами, которые усиливают химическую реакцию с образованием оксида азота, который вызывает свечение. Для выявления этих закономерностей были усреднены данные за несколько месяцев, что указывает на то, что они повторяются каждую ночь. Предоставлено: NASA
«Если мы собираемся отправить людей на Марс, то нам необходимо понять, что происходит в его атмосфере», - сказал Захария Милби, профессиональный научный сотрудник Лаборатории атмосферной и космической физики (LASP) в CU Boulder.
Милби и его коллеги использовали данные космического корабля NASA MAVEN, чтобы составить карту ночного свечения планеты более подробно.
Выводы команды показывают, как эта световая индикация изменяется в зависимости от времени года на Марсе. Группа также обнаружила кое-что необычное: неожиданно яркое пятно, которое появляется в атмосфере планеты чуть выше ее экватора.
Другими словами, Марс по-прежнему готовит несколько сюрпризов для ученых, сказал Ник Шнайдер из LASP.
«Поведение марсианской атмосферы столь же сложно и информативно, как и поведение атмосферы Земли», - сказал Шнайдер, также профессор кафедры астрофизических и планетарных наук.
Полная картина
MAVEN был не первым космическим кораблем, который заметил ночное свечение на Марсе, явление, напоминающее подобное свечение, наблюдаемое на Земле и Венере. Эта честь принадлежит миссии Mars Express Европейского космического агентства, которая вышла на орбиту Марса в 2003 году.
Но MAVEN первому удалось запечатлеть ночное сияние таким, какое оно есть - динамичным и постоянно развивающимся явлением.
В новом исследовании ученые использовали ультрафиолетовый спектрограф MAVEN (IUVS) - прибор, разработанный и построенный в LASP - для получения изображений Марса с расстояния почти 6 000 км. Обширные записи позволили команде проследить путь ночного сияния, перемещавшегося по всей планете.
Милби руководил анализом данных для исследования, когда он был еще студентом CU Boulder.
Он объяснил, что жуткая аура появляется, когда воздушные потоки высоко в атмосфере Марса опускаются примерно на 60 км над поверхностью планеты. Когда это происходит, одиночные атомы азота и кислорода в атмосфере объединяются, образуя молекулы оксида азота, испуская при этом небольшие вспышки ультрафиолетового света.
Иными словами, когда атмосфера падает - Марс светится.
«Это отличный индикатор динамики между слоями атмосферы», - сказал Милби.
Яркие пятна
Милби добавил, что, как и на Земле, эта динамика может меняться в зависимости от времени года. Команда MAVEN обнаружила, например, что ночное свечение Марса кажется самым ярким в разгар зимы, когда более горячие потоки устремляются от экватора к полюсам Марса.
Милби также обнаружил в данных то, чего не ожидал: сверхяркое пятно ночного свечения, которое появлялось и исчезало почти точно на отметке выше 0 градусов долготы и 0 градусов широты на Марсе.
«Мы неделями думали, что где-то в нашем коде есть ошибка», - сказал Милби.
Ошибки не было. Исследователи до сих пор не уверены, почему Марс так сильно светится в этом необычном месте - возможно, дело в форме местности под ним. Но Шнайдер сказал, что подобные наблюдения могут помочь ученым улучшить свои компьютерные модели и работу над атмосферой планеты.
И такие данные сможет использовать каждый космонавт и знать точную сводку погоды на Марсе.
«Мы используем компьютеры, чтобы предсказывать погоду на Земле, чтобы вы могли планировать свой отпуск или выращивать урожай», - сказал Шнайдер, - «Те же компьютерные модели могут быть созданы для Марса и всех других планет».
