В верхних слоях атмосферы Марса астрономы обнаружили феномен, за которым охотились десятилетиями: слабое дневное зеленое свечение, вызванное взаимодействием солнечного света и кислорода. Ранее такое свечение обнаруживалось только в атмосфере Земли.
«Наиболее очевидно это явление на Земле фиксируется на ночной стороне, - сказал ведущий автор исследования, астроном Жан-Клод Жерар из Университета Льежа. – Но прогнозы говорили, что такое свечение должно быть и в марсианской атмосфере. Благодаря аппарату TGO мы нашли этот феномен».
Такое зеленое свечение генерируется постоянно при взаимодействии солнечного излучения с кислородом. Но его достаточно трудно рассмотреть даже на Земле. Часто его можно заметить лишь при подходящем ракурсе с большой высоты. Поэтому лучшие снимки зеленого свечения атмосферы были сделаны с борта МКС по направлению обзора на горизонт.
Это ночное свечение, которое вызвано рекомбинацией разорванных молекул. А дневное свечение обусловлено прямым воздействием солнечного света на атомы и молекулы, из-за чего они возбуждаются. Так что, по сути, дневное и ночное зеленые свечения – разные по своей природе. И дневное очень трудно зафиксировать из-за слабости свечения и сильного светового фона. (Кроме того, не стоит путать эти свечения с полярными сияниями, которые вызваны прямым воздействием заряженных частиц солнечного ветра на атомы и молекулы в верхних слоях атмосферы).
В исследовании на Марсе участвовал прибор на орбитальном аппарате TGO Nadir and Occultation for Mars Discovery (NOMAD), который включает в себя спектрометр Ultraviolet and Visible Spectrometer (UVIS). Наблюдения велись с апреля по декабрь прошлого года. Прежние попытки не фиксировали никакого зеленого свечения, поэтому прибор настроили таким образом, чтобы он «смотрел» на атмосферу Марса под пологим углом, на горизонт.
Команда миссии отсканировала марсианскую атмосферу на высоте от 20 до 400 километров, и линия зеленого кислородного свечения наблюдалась на всех высотах с максимум на высоте 80 км. Сила свечения варьировалась в зависимости от расстояния до Солнца. В ходе дальнейшего исследования ученые выяснили, что в основном свечение было обусловлено расщеплением молекулы углекислого газа на монооксид углерода и кислород. TGO наблюдал, как эти отделенные атомы кислорода излучают в видимом и ультрафиолетовом диапазоне, причем в видимом излучение было в 16,5 раза интенсивнее, чем в ультрафиолете.
«Наблюдения свечения на Марсе согласуются с теоретическими моделями, но не с фактическим свечением, которое наблюдается в атмосфере Земли, где видимая часть излучения намного слабее, - сказал Жерар. – Это говорит о том, что нам нужно больше узнать о поведении атомов кислорода под воздействием излучения».