Чому позеленіла Червона планета і чому вчені у захваті?
Земля - Блакитна планета, а Марс - Червона. Ми так давно звикли до цього стереотипу, що навіть не замислюємося про природу цього явища. Проте, європейські астрономи нещодавно виявили дивне зелене сяяння в атмосфері Марса, причому денне, а не нічне. Чим воно викликано?
Здавалося бі, що тут складного: поверхня Землі здебільшого вкрита океанами, які зверху, з космосу, виглядають блакитними, це і на фотографіях з борту МКС видно, і космонавти розповідають - Земля - блакитна кулька. А на Марсі червоний грунт. Так? Не зовсім.
Навть вночі, коли океани нічого не відображають і повинні бути чорними, Земля світиться блакитним світлом. Якщо відкинути світлове забруднення в результаті людської діяльності, відбите світло зорь і Місяця, розсіяне сонячне світло і все інше, залишиться так зване небесне, або атмосферне, світіння. Його в різних діапазонах виробляють атмосферні молекули, які перебувають в постійному русі і беруть участь в процесах, як хімічних, так і фізичних.
Це сяяння нагадує аврору, або північне сяйво, тільки воно помітно слабкіше, і механізм його виникнення інший.
Аврора - це дифузне явище, яке викликається потоком сонячного вітру, чиї заряджені частинки іонізують атмосферні атоми і викликають спалахи світла в небі.
Світіння неба відбувається в результаті взаємодії сонячного світла з атмосферою і буває двох видів - нічне і денне. Нічне трапляється, коли атоми, зруйновані днем під впливом сонячної радіації, знову з'єднуються, виділяючи надлишок енергії у вигляді фотонів. Таке світіння характерно не тільки для Землі, але і для Венери і Марса - його відзначали там багато разів. Під певним кутом з орбіти Землі теж можна помітити зелене нічне небесне світіння.
Що ж незвичайного знайшли вчені в світінні Марса?
На цей раз в атмосфері Марса астрономи виявили денне сяяння - феномен, існування якого було передбачене ще в 1979 році, але побачити його ніяк не вдавалося. І ось тепер, після десятиліть очікування і досліджень, вчені були винагороджені феєричним зеленим світінням, викликаним взаємодією сонячного світла з киснем у верхніх шарах атмосфери Марса.
"Одне з найяскравіших сяянь Землі викликане нічним світінням неба, точніше, атомами кисню, які випромінюють світло в певному хвильовому діапазоні, який ніколи не спостерігався навколо інших планет", - пояснює астроном Жан-Клод Жерар (Jean-Claude Gérard) з Університету Льєж, Бельгія, керівник нового дослідження, опублікованого у виданні Nature Astronomy.
"Наявність такого випромінювання на Марсі було передбачено близько 40 років тому, і тепер, завдяки орбітальному науковому комплексу ExoMars Trace Gas Orbiter ми нарешті його виявили", - говорить астроном.
За словами вчених, найсильніше зелене свічення в видимому людському оку і ультрафіолетовому діапазоні спостерігалося на висоті близько 80 км і варіювалося по інтенсивності в залежності від відстані між Марсом і Сонцем.
Коли фахівці вирішили змоделювати процес, що викликає це світіння, вони зрозуміли, що воно сильно нагадує небесне світіння Землі. Коли сонячна радіація проникає в атмосферу Марса, вона розщеплює діоксид вуглецю на чадний газ і кисень. Саме атоми кисню і надають світінню зелений відтінок.
З'ясувалася й інша цікава деталь: світіння в видимому людському оку діапазоні було в 16,5 рази інтенсивніше свічення в ультрафіолеті.
"Результати спостереження за марсіанською атмосферою відповідають попереднім теоретичним викладенням, але не фактичному світінню, яке ми бачимо в атмосфері Землі, де видиме випромінювання значно слабкіше. А це означає, що нам ще треба багато чого дізнатися про поведінку атомів кисню, оскільки це дуже важливо для розуміння атомної та квантової фізики", - підкреслює Жан-Клод Жерар.
