Zdjęcie w tle: NASA/JPL-Caltech/Cornell Univ./Arizona State Univ.– E. W. Knutsen
Pierwsza i aktualnie jedyna sonda z programu ExoMars Europejskiej Agencji Kosmicznej – Trace Gas Orbiter – dokonała niedawno niezwykle ciekawego odkrycia. Jest nim zaobserwowanie po raz pierwszy w świetle widzialnym poświaty niebieskiej na Marsie. Efekt ten w odpowiednich warunkach powodowałby barwienie nieba na zielono. Jednakże, jak twierdzą naukowcy pracujący nad misją, spodziewano się tego odkrycia, więc prawdziwym pytaniem jest „Dlaczego?”.
Aby zrozumieć warunki, w jakich niebo na Marsie mogłoby być zielone, trzeba najpierw zrozumieć zjawisko poświaty niebieskiej. Jest to fenomen zachodzący w atmosferze, który polega na rekombinacji atomów zjonizowanych w ciągu dnia przez światło słoneczne lub przez całą dobę przez promieniowanie kosmiczne.
Zjawisko to jest często mylone z zorzą polarną, ponieważ mimo znacznej różnicy natężenia emisji światła wyglądają one bardzo podobnie. Ponadto najmocniejsza poświata niebieska, podobnie jak zorza polarna, występuje na biegunie. Jednakże do niedawna poświatę niebieską udało się zaobserwować jedynie na Ziemi.
Zdjęcie zielonej poświaty niebieskiej wykonane z ISS
W przypadku Marsa proces ten działa na tych samych zasadach, a jedynie na innych związkach, co jest spowodowane różnicą składów atmosfer Ziemi i Marsa. Na początku, zanim dojdzie do rekombinacji cząstek, musi dojść do ich jonizacji – dzieje się to na wysokościach 70 km i wzwyż, gdzie cząstki dwutlenku węgla, czyli głównego składnika atmosfery Marsa, dzielą się na cząstki czadu i atomy tlenu. Następnie w wyniku cyrkulacji gazów w atmosferze drobiny te są przenoszone na biegun, na którym akurat trwa zima, a co za tym idzie, noc polarna. Tam właśnie dochodzi do powstania poświaty niebieskiej – atomy tlenu łączą się w cząstki tlenu, przy czym wydzielają promieniowanie podczerwone oraz, w odpowiednich warunkach, światło widzialne.
Wizualizacja powstawania poświaty niebieskiej na Marsie – czerwono-niebieskie drobiny dwutlenku węgla ulegają jonizacji. Następnie czerwone atomy tlenu wędrują na nieoświetlony biegun Marsa za sprawą cyrkulacji atmosfery, gdzie ulegają rekombinacji, przy czym promieniują, tworząc poświatę niebieską.
Naukowcy zarazem spodziewali się tego odkrycia oraz byli nim zaskoczeni. Powodem tego są badania sprzed ponad dekady, dokonane przez sondę Mars Express Orbiter, która również należała do Europejskiej Agencji Kosmicznej. Satelita ten odkrył jako pierwszy poświatę niebieską na Marsie – tyle że nie w świetle widzialnym, a w podczerwieni. Z tego powodu naukowcy wiedzieli, że to tylko kwestia czasu, zanim jakaś sonda zaobserwuje ją w tej części spektrum fal elektromagnetycznych, która widzimy. Co było jednak zaskakujące to to, że poświata widzialna na Marsie była znacznie bardziej widoczna niż na Ziemi. Mogłaby być ona wręcz na tyle silna, by oświetlać w nocy drogę przyszłym astronautom na Marsie.
„Obserwacje te są niespodziewane oraz intrygujące dla przyszłych misji na Czerwoną Planetę” – powiedział Jean-Claude Gérard, główny autor pracy naukowej na temat tego odkrycia
Poświata niebieska, podobnie jak zorza polarna, może występować w wielu kolorach. Zależy to od składu atmosfery, a co za tym idzie, cząstek, które są jonizowane. Atmosfera marsjańska składa się głównie z dwutlenku węgla (95,32%), azotu (2,7%) i argonu (1,6%). Atmosfera ziemska z kolei składa się głównie z azotu (78,1%), tlen (20,9%), argon (0,9%) i dwutlenek węgla (0,0408%) Tu właśnie kryje się prawdopodobna przyczyna silnej zielonej poświaty na Marsie, którą ledwo da się zaobserwować z powierzchni Ziemi.
Wizualizacja artystyczna widoku zielonej poświaty niebieskiej na Marsie
Korekta – Matylda Kołomyjec
