В атмосфере Марса впервые обнаружены ионы металлов

Аппарат MAVEN, который исследует атмосферу Марса. Его данные подтверждают наличие в ней железа и магния.
Иллюстрация NASA Goddard Space Flight Center.

Космический аппарат НАСА MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile) обнаружил ионы металлов в верхних слоях атмосферы Красной планеты. Причём, как отметили специалисты ведомства в пресс-релизе, обнаруженные ионы проявляют ранее неизученную активность.

Напомним, что верхние слои марсианской атмосферы, как и земной, состоят из разреженного газа и электронов. Последние высвобождаются, когда молекулы газа сталкиваются с частицами высокой энергии, долетающими от Солнца.

Ранее астрофизики имели лишь косвенные доказательства присутствия металлов в атмосфере Красной планеты. К примеру, часть радиосигналов космических аппаратов не доходила до приёмников на Земле, и это объясняли наличием заряженных частиц в атмосфере (в том числе ионов металла).

В 2014 году, когда вблизи Марса прошла комета C/2013 A1, спектрометры указали на наличие металлов, но эти данные связали с непосредственной близостью кометы, а именно – её хвоста. Тогда учёные полагали, что это единичный случай, но дальнейшие наблюдения привели их к выводу, что металлы присутствуют в марсианской атмосфере постоянно.

Последние два года приборы на борту MAVEN отслеживали и присылали на Землю данные, которые подтверждают наличие железа и магния в ионосфере Красной планеты. По словам ведущего автора работы Джозефа Гребовски (Joseph Grebowsky), изучение атмосферы Марса крайне важно для будущих миссий с участием людей, а также для понимания того, как изменялись условия на планете с течением времени.

Учёным известно, что межпланетное пространство заполнено металлической пылью и обломками разных небесных тел (например, метеоритов). Когда они втягиваются в атмосферу планеты, то сгорают, оставляя металлические частицы (те же железо и магний). На Земле поведение этих частиц в основном контролируется сильным магнитным полем: они как бы "текут" вдоль магнитных силовых линий, образуя тонкие слои в атмосфере.

Однако у Марса такого поля нет. Точнее, есть лишь небольшие области со слабыми магнитными полями в южном полушарии, но без такого глобального поля, как у Земли, присутствие металлов в атмосфере, которое обнаружил MAVEN, просто невозможно. "Что-то вызывает возникновение этих слоёв, что-то толкает их (частицы – прим.ред.), но мы не знаем, что именно", — говорит Гребовски. Даже при наличии слабых магнитных полей и ветров в атмосфере механизм должен отличаться от земного, поясняет учёный.

Но и на этом сюрпризы не закончились: астрофизиков поразил не только сам факт наличия ионов железа и магния, но и то, как они распределены в атмосфере. Железо тяжелее магния, поэтому его ионы должны опускаться, а более лёгкие ионы магния должны располагаться другим слоем, выше железа. На Марсе же всё не так: ионы обоих металлов смешиваются, причём располагаются в более высоких слоях, чем им положено.

Эти "волнистые облака" из металлов, по словам учёных, могут быть связаны с химическими и климатическими процессами в верхней атмосфере Марса. Разгадка их феномена наверняка поможет объяснить, как планета потеряла большую часть своей атмосферы, став сухой и бесплодной.

Пока же исследование оставляет больше вопросов, чем ответов. Астрофизикам предстоит выяснить, каким образом ионы металлов держатся так высоко в атмосфере, как они образуют слои без сильного магнитного поля и почему они так легко смешиваются между собой.

Как полагают эксперты, на основе уже имеющейся информации можно предположить, что насыщенная металлами ионосфера есть и у других объектов, имеющих атмосферу.

Более подробно исследование описано в журнале Geophysical Research Letters.

Напомним, что ранее специалисты НАСА предложили создать на Красной планете искусственную магнитосферу, которая восстановила бы там климат, пригодный для жизни колонизаторов.

Сегодня