Марсианский орбитальный аппарат Европейского космического агентства (ESA) Trace Gas Orbiter, получил первые доказательства ночного сияния атмосферы Красной планеты в видимом свете (длины волн, которые способен воспринимать человеческий глаз).
Ожидалось, что этот эффект (собственное свечение атмосферы), хорошо известный на Земле и сфотографированный многими астронавтами, присутствует и на Марсе. Однако ранее его никогда не фиксировали в видимом свете.
Собственное свечение атмосферы похоже на полярное сияние, но эти явления не связаны; последнее на Марсе и вовсе светится в ультрафиолетовом диапазоне, так что человек его бы и не увидел.
Атмосферное свечение Марса
В ходе фотохимических реакций солнечный свет расщепляет молекулы углекислого газа (CO2), давая им энергию. Некоторые из одиночных атомов кислорода (O) мигрируют с дневной стороны Марса на ночную и к полярным регионам. Как только солнечный свет перестает возбуждать атомы, пара из них образует молекулу кислорода (O2), производящую зеленое свечение на высоте около 50 километров над поверхностью планеты.
«Это излучение происходит из-за рекомбинации атомов кислорода, созданных в летней атмосфере и перенесенных ветрами в высокие зимние широты, на высоту от 40 до 60 километров над поверхностью», — пояснила Лориан Сорет, инженер-исследователь из Льежского университета и соавтор исследования.
По оценкам Trace Gas Orbiter, порой свечение может быть достаточно ярким, чтобы его можно было увидеть с поверхности в полярные зимние ночи — возможно, повезет будущим колонистам или роботам-исследователям, функционирующим в ночное время. Свечение атомов кислорода на дневной стороне Марса было обнаружено космическим аппаратом еще в 2020 году, что стало первым обнаружением данного явления за пределами Земли. Это предполагало, что ночное свечение также будет обнаружено, но ученые не ожидали, что оно будет настолько ярким.
«Эти наблюдения неожиданны и интересны для будущих полетов на Красную планету», — сказал Жан-Клод Жерар, планетолог из Льежского университета и ведущий автор нового исследования.
Существуют и научные причины для восторга по поводу обнаружения ночного свечения марсианской атмосферы: разреженную атмосферу Марса (всего 1% от земной) изучать достаточно сложно, а многие процессы, протекающие на больших высотах, и того труднее. Изучение ночного сияния позволит получить более точную оценку того, сколько кислорода присутствует в атмосфере планеты-соседки (спойлер: его очень мало).
Кроме того, это предоставит новую информацию о том, как солнечный свет и солнечный ветер взаимодействуют с атмосферой Красной планеты. Также появится возможность изучить далекое прошлое атмосферы планеты, так как когда-то Марс, скорее всего, имел более плотную атмосферу, которая была разрушена солнечным ветром.
Исследование атмосферы и ее плотности определяет потенциальное сопротивление орбитальных зондов, а также то, как и когда развертывать парашюты для спускаемых аппаратов, которые периодически отправляются на Марс.
