Mars: Ztracený plyn a meziplanetární prach

Kosmická loď NASA MAVEN poskytuje nový pohled na jevy marťanské atmosféry

Kosmická loď MAVEN zkoumá marťanskou atmosféru © NASA
číst nahlas

Díky novým datům z kosmické lodi NASA MAVEN vědci vyřešili některá tajemství marťanské atmosféry. Například sluneční bouře jsou pravděpodobně zodpovědné za skutečnost, že červená planeta ztratila velkou část své plynové obálky. A také způsobují rozptýlená polární světla na severní polokouli Marsu, jak vědci uvádějí ve čtyřech článcích v časopise Science. Nová data také objasňují, odkud pochází jemný prach, který se točí kolem červené planety ve výšce až 1 000 kilometrů.

I když několik kosmických lodí obíhá kolem Marsu a poskytuje data - některé jevy v plynové obálce stále vyvolávají hádanky. Vědci z celého světa byli o to více nadšeni údaji z kosmické lodi NASA Mars Atmosféra a Volatile Evolution (MAVEN), která dorazila na Mars na podzim roku 2014. A jejich naděje byla splněna: první vyhodnocení údajů ze sondy poskytuje zcela nový pohled na dynamický plynový obal naší sousední planety.

Prach z vesmíru

Jedním z nejznámějších jevů doposud jsou obří mraky a prachové závoje vznášející se 200 až 1 000 kilometrů nad hladinou Marsu. Zvláštní je, že „není dosud znám žádný fyzický proces, který by mohl katapultovat prachové částice o velikosti od jednoho do 20 mikronů, “ vysvětluje Laila Anderssonová z University of Colorado v Boulderu a její kolegové. Protože ani ty nejsilnější prachové bouře na Marsu nezvládají házet prach vyšší než asi 150 kilometrů.

Tak odkud ten tajemný prach pochází? Na základě dat MAVEN dokázali vědci přímo vyloučit možný zdroj: dva měsíce Mars Phobos a Daimos. „Prach z měsíců musí být omezen na jejich oběžné dráhy, a proto by kolem marťanského rovníku tvořil prstenec ve tvaru koblihy, “ tvrdí vědci. Ale marťanský závoj prachu je rozložen téměř rovnoměrně po celé planetě.

Podle vědců jde tedy pouze o jeden zdroj: meziplanetární prach. Velikost částic, jejich rychlost asi 18 kilometrů za sekundu a jejich rozdělení jsou tedy v dobré shodě s počátkem ve vesmíru. Při výpočtu se na marťanskou atmosféru dotklo nejméně 0, 1 až 3 kilogramů meziplanetárního prachu za sekundu. Pro srovnání, na jedné třetině větší země je to mezi 0, 6 a 30 kilogramy za sekundu. zobrazit

Rozptýlené polární záře pokrývají téměř celou severní polokouli Mars University of Colorado

Otevřené polní linie vytvářejí difúzní polární záře

A další maelstrom Rudé planety nyní vyřešil data MAVEN: příčina neobvykle rozptýlených polárních světel. Ty se rozprostírají téměř po celé severní polokouli a také svítí tam, kde Mars nemá lokální magnetické pole. Protože jen na některých místech marťanské kůry tvoří místní zbytky pole uzavřená křídla. Na jiných místech je však magnetické pole jen stěží přítomno.

Nick Schneider z University of Colorado a jeho kolegové nyní objevili, že k rozptýleným polárním světlům Marsu dochází zejména v případě, že na planetu dopadne sluneční bouře - podobně jako na Zemi. Když k takovému energetickému toku částic došlo v prosinci 2014, sonda MAVEN zaregistrovala rozsáhlé aurory na severní polokouli planety po dobu pěti dnů. Síla polární záře měla jasně rozpoznatelný vrchol ve výšce asi 70 kilometrů.

Jak vědci vysvětlují, naznačuje to, že velmi vysokoenergetické, silně zrychlené částice pronikají do plynových vrstev částice, které byly vypuzovány sluncem rychlostí nárazu. Protože na většině míst na Marsu jsou pouze slabé, otevřené polní čáry kolmé k povrchu, směřují částice sluneční bouře do tenké atmosféry. „To naznačuje, že difuzní aurory se mohou vyskytovat prakticky kdekoli na Marsu, “ řekl Schneider a jeho kolegové.

Mars proto ztratil velkou část své plynové bubliny NASA / GSFC kvůli slunečnímu větru

Ztracené plynové peklo

Sluneční bouře však mají na marťanskou atmosféru ještě závažnější důsledky, jak uvádí Bruce Jakosky z University of Colorado a jeho kolegové. Protože ionosféra planety ztrácí při každé velké sluneční bouři značné množství plynu - konec konců asi 100 gramů za sekundu. „Stejně jako při neustálém krádeži několika mincí z doby do konce se tato ztráta časem zvyšuje, “ vysvětluje Jakosky.

V průběhu milionů let mohla tato eroze způsobená slunečním větrem zesílit kdysi hustou marťanskou atmosféru. S ubývajícím plynem se však změnilo i marťanské klima životní planeta jezer, řek a snad i oceánů se stala chladnou pustou pouští. (Science, 2015; doi: 10.1126 / science.aad0398; doi: 10.1126 / science.aad0313; doi: 10.1126 / science.aad0459)

(Science, NASA, 06.11.2015 - NPO)