Космический аппарат MAVEN зафиксировал ультрафиолетовое свечение Марса, пульсирующее ровно три раза каждую ночь, и только весной и осенью.
Приход весны и осени на Земле отмечен более мягкими температурами и соответствующими прорастанием и опаданием листьев. На Марсе же, о начале весны и осени свидетельствует то, что атмосфера Марса странным образом излучает ровно три импульса ультрафиолетового света каждую ночь, согласно новому исследованию.
Эти импульсы «ночного свечения» на Марсе в периоды равноденствия показывают скрытые закономерности циркуляции в марсианской атмосфере, которая примерно в 100 раз тоньше земной. Если бы люди могли видеть ультрафиолетовый свет, эти ночные шоу были бы такими же яркими, как северное сияние.
Согласно исследованию, опубликованному в среду в Journal of Geophysical Research: Space Physics, помимо измерения импульсов, команда ученых сообщает об открытии спирали полярного неба и «удивительно яркого пятна» на экваторе.
Под руководством Ника Шнайдера, ученого-планетолога из Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) Университета Колорадо, исследователи наблюдали Марс с помощью орбитального аппарата NASA Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), который прибыл на планету в 2014 году. Ультрафиолетовый спектрограф MAVEN (IUVS) способен улавливать мельчайшие детали в середине марсианской атмосферы, которая находится на высоте около 70 километров над поверхностью.
Данные показали, что ультрафиолетовые вспышки генерируются направленной на восток атмосферной волной, которая усиливается до трех пиков в течение одного вращения Марса вокруг своей оси (называемого сол). Третий пик - это просто повторение первого, который возвращается в поле зрения MAVEN до того, как завершится один сол.
«Мы говорим, что видим три пика, делая наблюдения в одно и то же местное время, скажем в полночь, и подсчитывая, сколько пиков происходит в течение одного вращения планеты», - объяснил соавтор исследования Зак Милби, профессиональный научный сотрудник LASP, в электронном письме. «Они вовсе не случайны: мы видим последовательность в том, когда они появляются по местному времени и на какой долготе они появляются».
Само свечение вызвано химическими реакциями, вызванными сменой дня на ночи. В течение дня молекулы углекислого газа и азота в атмосфере расщепляются на составные элементы под воздействием солнечного света. Когда наступает ночь, молекулы азота и кислорода спускаются в среднюю атмосферу, где они соединяются, образуя оксид азота - соединение, которое испускает ультрафиолетовый свет. По данным НАСА, импульсы возникают вскоре после захода солнца.
Марс окружен множеством различных типов атмосферных волн, но та, которая производит импульсы весной и осенью, особенно подвержена влиянию сезонных процессов.
«Причина, по которой эти волны существуют только в сезоны равноденствия (и около экватора), связана с солнечным нагревом, который модулируется топографией поверхности, ее тепловой инерцией, альбедо и пылью», - сказал Милби. «Так что на самом деле во время равноденствия объединяются различные факторы, которые обеспечивают правильные атмосферные условия для такого рода волн».
Милби и его коллеги планируют продолжить исследование таинственной динамики середины атмосферы, включая ее ультрафиолетовое ночное свечение, чтобы сделать модели марсианского неба более точными.
Например, MAVEN сделал огромное количество сканирований, которые представляют собой наблюдения, полученные орбитальным аппаратом с высоты около 150 километров - ближайшей точки на его орбите вокруг Марса.
Настолько крупные планы могут дать ученым гораздо более сложное представление об атмосферных процессах на Марсе.
«У нас есть тысячи сканирований этих орбит, охватывающих огромный диапазон широт и долгот», - сказал Милби. «Мы хотели бы использовать эти данные, чтобы охарактеризовать, как слой изменяется в суточных и годовых циклах, и расширить предыдущее исследование».