אסטרונומים מזהים זוהר ירוק מרתק באטמוספירה של מאדים

גבוה באווירה של מַאְדִים , אסטרונומים מצאו תופעה שהם צדים כבר עשרות שנים: זוהר ירוק חלש, הנגרם מהאינטראקציה בין אור השמש לחמצן באטמוספרה העליונה.

בעבר, זוהר זה זוהה רק במקום אחד: השמים שמעל כדור הארץ. גילויו באטמוספירה של מאדים יעזור לנו להבין טוב יותר את התהליכים המניעים את זוהר האוויר, הן בכדור הארץ והן במקומות אחרים.

'אחת הפליטות הבהירות ביותר שנראו על פני כדור הארץ נובעת מזוהר הלילה. ליתר דיוק, מאטומי חמצן הפולטים אורך גל מסוים של אור שמעולם לא נראה סביב כוכב לכת אחר,' אמר האסטרונום ז'אן קלוד ז'רארד מאוניברסיטת ליאז' בבלגיה , המחבר הראשי של המאמר החדש המתאר את התופעה.

'עם זאת, פליטה זו צפויה להתקיים במאדים במשך כ-40 שנה - ובזכות [ExoMars Trace Gas Orbiter], מצאנו אותה.'

שמי כדור הארץ אף פעם לא חשוכים לחלוטין, אפילו לא בלילה, אפילו לאחר שחילצתם זיהום אור, אור כוכבים ואור שמש מפוזר. המולקולות באטמוספירה עוברות כל הזמן תהליכים שונים, מה שגורם להן זוהרת קלה על פני טווח של אורכי גל.

הזוהר אינו דומה לאאורורה, מכיוון שהוא מיוצר על ידי אותם חלקיקים - אלא שהוא הרבה יותר חלש, והמנגנונים מאחוריו שונים. אורורה מופקת על ידי חלקיקים טעונים מרוח השמש אשר מייננים אטומים אטמוספריים, וגורמים להם ליצור אורות מרקדים על פני השמים.

Airglow, לעומת זאת, נגרם על ידי האינטראקציה בין אור השמש לאטמוספירה, ונחלק באופן כללי לשתי קטגוריות. יש זוהר לילה; זה מתרחש כאשר אטומים שהתפרקו על ידי קרינת השמש במהלך היום מתחברים מחדש, ומשחררים את האנרגיה העודפת שלהם בצורה של פוטונים. Nightglow נצפה בעבר בשניהם וֵנוּס ו מַאְדִים , כמו גם כדור הארץ.

מה שאסטרונומים הבחינו כעת באטמוספירה של מאדים הוא זוהר היום - תופעה שקשה הרבה יותר לזהות אותה, בהתחשב בכך שנוכחותה הקלושה מתעלמת במידה רבה באור יום.

בכדור הארץ זה מתרחש כאשר מולקולות באטמוספירה קולטות את אור השמש, מה שנותן להן עודף אנרגיה שהן פולטות בצורת קרינה בתדר זהה או מעט נמוך יותר כמו הקרינה שנספגה מלכתחילה.

בתמונות של כדור הארץ שצולמו מתחנת החלל הבינלאומית, כאשר המצלמה מסתכלת על החלק העליון של האטמוספירה ולא ישר למטה, זוהר האוויר נראה הרבה יותר.

על הכוכב האדום, זוהר יום כזה היה חזוי ב-1979 , אבל מסלולי מאדים, הפונים ישירות אל פני השטח של מאדים, לא הצליחו לזהות אותו עד כה.

זוהר הלילה של כדור הארץ. ( נאס'א )

אז, למד מה-ISS, הצוות כיוון מחדש את מכשיר Nadir and Occultation for MARs Discovery (NOMAD) ממיקומו במבט ישר למטה אל מאדים, להסתכלות על פני האטמוספירה לעבר האופק של מאדים. מעמדה זו, הם לקחו מגוון תצפיות על האטמוספירה של מאדים, בטווח גבהים שבין 20 ל-400 קילומטרים (12 עד 250 מיילים).

כאשר הם ניתחו את הנתונים, הם מצאו את הפליטה הירוקה הן באורכי גל אופטיים והן באורכי גל אולטרה סגול, בכל התצפיות לאורך היום.

'הפליטה הייתה החזקה ביותר בגובה של כ-80 קילומטרים והשתנתה בהתאם למרחק המשתנה בין מאדים לשמש', הסבירה האווירונומית הפלנטרית אן קארין ונדאל של המכון המלכותי לאווירונאוטיקת החלל של בלגיה בבלגיה.

כשהצוות עיצב את התהליך שמאחורי הפליטה, הם גילו שהיא נוצרת בתהליך הדומה מאוד לזוהר האוויר בכדור הארץ. כאשר קרינת השמש פוגעת באטמוספירה של מאדים, היא מפצלת פחמן דו חמצני לפחמן חד חמצני וחמצן. אלו אטומי החמצן שאחראים לזוהר הירוק.

אבל היה גם משהו מעניין. אורך הגל הנראה של הפליטה היה עוצמתי פי 16.5 מאורך הגל האולטרה סגול שלה.

'התצפיות במאדים מסכימות עם מודלים תיאורטיים קודמים אבל לא עם הזוהר האמיתי שזיהינו סביב כדור הארץ, שבו הפליטה הנראית חלשה הרבה יותר,' אמר ג'רארד .

'זה מצביע על כך שיש לנו עוד מה ללמוד על איך אטומי חמצן מתנהגים, וזה חשוב מאוד להבנתנו את הפיזיקה האטומית והקוואנטית.'

אי התאמה זו, מציינת הצוות, עשויה להיות בעיה עם האופן שבו כיול המכשיר שמקבל תצפיות בכדור הארץ. ברור שהדבר הטוב ביותר לעשות הוא הרבה יותר מדע.

המחקר פורסם ב אסטרונומיה של הטבע .