Зеленое свечение Красной планеты оказалось гораздо сильнее, чем в атмосфере Земли
ТАСС, 15 июня. Космический аппарат Trace Gas Orbiter впервые сделал снимки зеленого свечения, которое вырабатывают атомы кислорода в атмосфере Марса. Их существование предсказали более 40 лет назад. Результаты работы зонда ученые описали в научном журнале Nature Astronomy.
"Характерный зеленый цвет полярных сияний связан с излучением атомов кислорода. Они же отвечают за слабое свечение, которое вырабатывает атмосфера Земли на высоте в 90 км. Мы впервые обнаружили подобное сияние на другой планете", - пишут ученые.
Даже в самые темные часы суток ночное небо Земли не становится угольно-черным из-за того, что атмосфера Земли постоянно слабо светится. Это свечение возникает из-за химических реакций между ее молекулами, космических лучей, которые проходят через ее верхние слои, а также множества других процессов.
Это явление еще в середине XIX века открыл шведский ученый Андерс Ангстрем, и с тех пор его исследуют как физики, так и астрономы. Его, в частности, можно легко заметить на любых снимках Земли с МКС - это узкая зеленая полоска, которая "отделяет" планету от космоса.
Снимок Земли с борта МКС
Источник изображения: © NASA
Еще в прошлом столетии ученые выяснили, что зеленовато-синий цвет этого свечения связан с тем, что значительную его часть вырабатывают атомы кислорода из атмосферы. В конце 1970 годов американские планетологи предположили, что аналогичное сияние должно быть и в атмосфере Марса, однако до недавнего времени астрономы его не фиксировали.
Зеленое сияние Марса
Совсем недавно с этой задачей справился инструмент NOMAD, который установлен на космическом аппарате Trace Gas Orbiter (TGO). Этот зонд создавали специалисты Института космических исследований РАН и Европейского космического агентства в рамках миссии "ЭкзоМарс". NOMAD может очень точно измерять спектр атмосферы Марса тогда, когда он входит в тень планеты и смотрит на то, как свет Солнца "пронизывает" ее атмосферу.
Изначально этот прибор был предназначен для наблюдений за следами метана и других редких газов в атмосфере Марса. Однако ученые под руководством профессора Льежского университета (Бельгия) Жан-Клода Жерара выяснила, что его можно адаптировать и для поисков свечения атмосферы Красной планеты.
Для этого ученые повернули TGO так, что при сближениях с планетой аппарат двигался по отношению к Марсу под таким углом, который бы имитировал пролет гипотетического аналога МКС над его поверхностью. Благодаря этому ученые исследовали спектр верхних слоев атмосферы Красной планеты и попытались найти в нем следы тех типов ионов кислорода, которые вырабатывают зеленое свечение на Земле.
В общей сложности Жерар и его коллеги потратили на эти поиски примерно полгода и 24 пролета TGO над поверхностью Марса. Как показал анализ собранных данных, во время всех пролетов, кроме двух, NOMAD фиксировал четкий сигнал от атомов кислорода, которые вырабатывали атмосферное свечение.
Эти атомы, по словам ученых, были сконцентрированы на высотах в 80 и 120 км от поверхности Марса. Получается, это свечение и сам кислород возникали в результате распадов молекул СО2 под действием ультрафиолетового излучения Солнца. В целом сила вырабатываемого ими свечения и другие его свойства полностью совпали с теоретическими предсказаниями 40-летней давности.
"Наблюдения за Марсом полностью соответствуют предсказаниям теории, однако вырабатываемое им видимое свечение оказалось сильнее, чем его аналог в атмосфере Земли, где разница между оптическим и ультрафиолетовым свечением была примерно в два раза ниже. Это говорит о том, что мы еще не до конца понимаем, как ведут себя атомы кислорода, что крайне важно в контексте изучения квантовой и атомной физики", - подытожили Жерар и его коллеги.