Відео дня
На Марсі вперше зафіксували видиме полярне сяйво: як воно виникло
Оптичне явище полярного сяйва є настільки красивим природним феноменом, що деякі люди подорожують до північних та південних регіонів, щоби побачити його на власні очі. Але нещодавно вчені зафіксували видиме людським око полярне сяйво у геть несподіваному місці – на планеті Марс.
Як пише видання Science Alert, 18 березня 2024 року, нічне небо над кратером Єзеро стало тьмяним і набуло характерного зеленого кольору. Цей дивовижний момент зафіксував марсохід Perseverance. Те, що він записав, відкриває нові методи вивчення Марса. Хоча відомо, що на Марсі відбуваються полярні сяйва різних видів, інші, які вдалось зафіксувати дослідникам, спалахували в невидимих відтінках ультрафіолету.
"Полярні сяйва – це видимі прояви того, як наше Сонце впливає на планети. Підтвердження того, що видимі полярні сяйва на Марсі існують, відкриває нові, сподіваюся, простіші та дешевші способи вивчення цих процесів", — пояснила ScienceAlert фізик Еліс Райт Кнутсен з Університету Осло.
Вона також пояснила, що дослідники наразі повідомили про перше виявлення зеленого світіння над Марсом. "Але спостереження за полярними сяйвами можуть багато розповісти нам про те, як частинки Сонця взаємодіють з магнітосферою і верхньою атмосферою Марса", — додала Кнутсен.
Кожна планета в Сонячній системі має власний тип полярних сяйв, але полярні сяйва на Марсі — це дещо справді цікаве. Полярні сяйва є результатом енергетичної взаємодії між позапланетними та планетарними частинками (зазвичай атмосферними, але не завжди), опосередкованої магнітним полем. Частинки (зазвичай від Сонця, але не завжди) прямують полем до планети (зазвичай до полюсів, але не завжди), де вони стикаються з іншими матеріалами, вибиваючи електрони та створюючи свічення у довжинах хвиль, які залежать від різних умов.
Атмосфера Марса дуже тонка, вона складає приблизно 2 відсотки від густини атмосфери Землі. Більше того, червона планета має, у кращому разі, неоднорідне та слабке магнітне поле, яке висить лише навколо певних локалізованих областей, де намагнічені мінерали в корі зберігають залишки магнітного поля, яке колись було у Марса. Це зовсім не схоже на славетну магнітосферну бульбашку, що захищає Землю.
Тим не менш, цих локалізованих ділянок магнітного поля достатньо для полярної активності. Коли сонячний вітер дме у правильному напрямку, атмосфера біля цих магнітних ділянок світиться на ультрафіолетових довжинах хвиль. Вивчаючи ці ультрафіолетові полярні сяйва, Кнутсен та її колеги зрозуміли, що у марсіанській атмосфері є щось більше, ніж ми можемо бачити.
Людство спостерігає полярні сяйва на Марсі вже 20 років, але всі вони були в ультрафіолетових довжинах хвиль. "Залежно від того, на який енергетичний рівень повертається електрон, ми отримуємо полярні сяйва з різними довжинами хвиль/кольорами", — пояснила Кнутсен.
"Коли ми бачимо певну довжину хвилі, ми можемо використовувати квантову механіку, щоб з'ясувати, чи цей перехід розділяє верхній стан з будь-якими іншими переходами. Якщо це так, то ми знаємо, що полярні сяйва на інших довжинах хвиль також повинні бути присутніми, навіть якщо ми не спостерігаємо їх безпосередньо. Таким чином, спостереження за певним УФ-випромінюванням (на 297 нанометрах) від атомарного кисневого переходу привели нас до думки, що випромінювання зеленого світла також має бути присутнім", — поділилась вона із виданням.
Натхненні тим, що вони виявили, Кнутсен та її колеги вирішили спробувати зафіксувати на Марсі видиме людським оком полярне сяйво. Однак це було не зовсім простою справою. Більшість приладів видимого світла на Марсі призначені для проведення спостережень протягом дня, а не для пошуку дійсно слабкого свічення у нічному небі.
Крім того, полярні сяйва на Марсі набагато слабші, ніж на Землі. Найкращий час, щоб спробувати зловити їх, — одразу після особливо потужного сонячного спалаху, такого як викид корональної маси. Це означало, що вченим потрібно буде діяти швидко.
Однак після викиду корональної маси 15 березня 2024 всі обставини нарешті склалися. Perseverance задіяв свої прилади, здатні виявити світло, яке шукали дослідники, а біля його керма опинилась команда вчених, готових діяти, щоби провести необхідні спостереження.
Через кілька днів після того, як у результаті величезного виверження мільярди тонн заряджених частинок залишили Сонце, дослідники зафіксували те, що шукали: надмірне світло в нічному небі Марса на довжині хвилі 557,7 нанометра – видиме свічення іонізованого кисню.Оскільки це Марс, видовище було не таким, яким ми бачимо його на Землі.
"Зелене полярне сяйво на Марсі має такий самий колір, як і зелене полярне сяйво на Землі, але воно все одно виглядає зовсім інакше", — сказала Кнутсен. "Ми звикли бачити дуже структуровані стрічки із чіткою формою. Однак зелене полярне сяйво на Марсі більш-менш однорідне. Все небо світиться зеленим у всіх напрямках, незалежно від того, ви стоїте на екваторі або ближче до полюсів", — пояснила вона.
Це виявлення було четвертою спробою команди побачити оптичне явище на Червоній планеті за допомогою Perseverance. А отже, схоже, є й інші фактори, що впливають на те, чи викликають сонячні викиди видиме полярне сяйво на Марсі. Команда планує спробувати зафіксувати більше таких подій, щоб з'ясувати, як виникають полярні сяйва на Марсі, і побачити деякі закономірності, які можуть виникнути.
Раніше OBOZ.UA розповідав, які нові докази існування на Марсі океану знайшли нещодавно вчені.
Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.