V Marsovem ozračju se dogaja presenetljiv pojav: v spomladanskem in jesenskem obdobju na Rdečem planetu velika področja neba utripajo v ultravijolični svetlobi, natanko trikrat vsako noč.
'Ultravijolični sijaj ... je tako svetel v ultravijoličnem kot zemeljski severni sij,' je dejal Zac Milby iz Laboratorija za atmosfersko in vesoljsko fiziko (LASP) Univerze v Koloradu. 'Na žalost sestava Marsove atmosfere pomeni, da te svetle lise ne oddajajo svetlobe pri vidnih valovnih dolžinah, ki bi omogočile, da bi jih videli bodoči astronavti Marsa.'
To je škoda, je dejal Milby, saj bi bil res lep prizor: svetle lise bi se nad glavo vsako noč po sončnem zahodu okrepile in se po nebu premikale s hitrostjo 300 kilometrov na uro (približno 180 milj na uro).
Ta ugotovitev izhaja iz Misija Mars Atmosphere in Volatile Evolution (MAVEN). , z uporabo slikovnega ultravijoličnega spektrografa (IUVS) na krovu vesoljskega plovila. Instrument je opazoval ultravijolično nočno sijanje dušikovega oksida v dveh zaporednih marsovskih letih. Novi podatki so razkrili nepričakovane ultravijolične valove in spirale nad zimskimi poli ter nenavadno svetlo točko na Marsovi nočni strani blizu ekvatorja.
Emisije ultravijoličnega sevanja prihajajo iz rekombinacije atomov dušika in kisika v Marsovi nočni mezosferi, je dejala znanstvena skupina v svoji prispevek, ki je bil objavljen v Journal of Geophysical Research, Space Physics . 'Emisije so najsvetlejše okoli zimskih polov, ekvatorialne regije pa svetlečijo okoli enakonočja.'
Osvetlitve se pojavijo, ko navpični vetrovi navzdol prenašajo atome kisika in dušika do višjih tlakov in gostote, kjer se kemične reakcije pospešijo, te reakcije pa oddajajo ultravijolično svetlobo.
Nočni sijaj je bil izmerjen na višini približno 70 kilometrov (približno 40 milj), najsvetlejša točka pa je bila približno tisoč kilometrov (približno 600 milj) v premer.
Diagram pojasnjuje vzrok Marsove žareče nočne atmosfere. Na Marsovem dnevu molekule raztrgajo energijski sončni fotoni. Vzorci globalnega kroženja prenašajo atomske fragmente na nočno stran, kjer vetrovi navzdol povečajo hitrost reakcije atomov, da reformirajo molekule. Vetrovi navzdol se v nekaterih letnih časih pojavljajo blizu polov, v drugih pa v ekvatorialnih regijah. Nove molekule imajo dodatno energijo, ki jo oddajajo kot ultravijolično svetlobo. Zasluge: NASA/MAVEN/Goddard Space Flight Center/CU/LASP
Zakaj se to zgodi natanko trikrat vsak večer? Nick Schneider, prav tako iz LASP in glavni avtor prispevka, je dejal, da je to zato, ker so na Marsu tri lokacije, kjer so vetrovi navzdol okrepljeni. Pojasnil je tudi, da ta 'faktor treh' ni nenavaden.
'Pravzaprav se številni atmosferski vzorci na Marsu pojavljajo trikrat na dan,' je dejal v e-poštnem sporočilu za Universe Today. 'Izkazalo se je, da je to naravna frekvenca odziva na atmosfero te velikosti, na katero vplivajo sončna svetloba, vrtenje in topografija (kot gore). Številni predmeti, od glasbenih inštrumentov do padle srebrnine, imajo naravne frekvence za vibracije, večji predmeti pa imajo nižje frekvence. Za atmosfero Marsa je trikrat na dan ena najpomembnejših frekvenc. Atmosferske temperature in tlaki se običajno spreminjajo trikrat na dan in ti povzročajo spremembe v vetrovih navzdol.
To je slika ultravijoličnega 'nočnega sijaja' v ozračju Marsa nad južnim polom. Zelena in bela lažne barve predstavljajo intenzivnost ultravijolične svetlobe, pri čemer je bela najsvetlejša. Nočni sijaj je bil izmerjen na približno 70 kilometrih (približno 40 milj) nadmorske višine z instrumentom Imaging UltraViolet Spectrograph na NASInem vesoljskem plovilu MAVEN. Simuliran pogled na Marsov globus je dodan digitalno za kontekst, šibko belo območje v središču slike pa je polarni ledeni pokrov. Slika prikazuje nepričakovano svetlo žarečo spiralo v Marsovi nočni atmosferi. Vzrok spiralnega vzorca ni znan.
Zasluge: NASA/MAVEN/Goddard Space Flight Center/CU/LASP
Ekipa je v svojem prispevku zapisala, da nova ugotovitev 'razkriva učinke svetovnih vetrov in valov v zgornji atmosferi zaradi spremembe vzorcev vetra z letnimi časi, pri čemer krožni vzorci prehajajo iz ene same čezekvatorialne celice, ki deluje v obdobjih solsticija. na bolj simetrično kroženje ekvatorja do polov okoli enakonočja.'
'Mavenove slike ponujajo naš prvi globalni vpogled v atmosferska gibanja v srednji atmosferi Marsa, kritičnem območju, kjer zračni tokovi prenašajo pline med najnižjo in najvišjo plastjo,' je dejal Schneider.
MAVEN-ove ugotovitve potrjujejo opazovanja nočnega sijaja, ki jih je najprej opravil instrument SPICAM na vesoljski ladji Mars Express Evropske vesoljske agencije. Instrument naslednje generacije na MAVEN je bil bolje sposoben večkrat preslikati sijaj, iskati vzorce in občasno vedenje.
Za nadaljevanje teh opazovanj namerava ekipa uporabiti vesoljsko plovilo za ogled nočnega sijaja v poševnem ali 'bočnem' pogledu, namesto v nadirju ali naravnost od zgoraj, kot je običajen pogled na vesoljsko plovilo v orbiti. Poševni pogled lahko zagotovi tridimenzionalni pogled, ki lahko pripomore k natančnejšemu razumevanju navpičnih vetrov in sezonskih sprememb.
Nadaljnje branje:
Sporočilo za javnost NASA
Papir: Slikanje vzorcev Marsove cirkulacije in atmosferskih plimovanja z opazovanjem nočnega sijaja MAVEN/IUVS
