НАСА впервые зафиксировало потрескивание молний на Марсе
Одинокий марсоход, трудящийся среди песков Марса, теперь ответил на извечный вопрос: если на Красной планете потрескивает молния и никто ее не слышит, издает ли она звук?
В записях, полученных марсоходом НАСА Perseverance, ученые впервые идентифицировали электрические разряды, зафиксированные во время диких пылевых событий на Марсе и кружащихся пылевых дьяволов – не один, а 55 раз за два марсианских года наблюдение.
Важно отметить, что пыльная погода, в которой произошли эти события, раскрывает особые условия, необходимые для выработки электричества в тонкой, сухой атмосфере Марса, о чем давно подозревали, но никогда напрямую не демонстрировали до сих пор.
Связано: Кьюриосити расколол камень на Марсе – и обнаружил большой сюрприз
Считается, что молния возникает, когда турбулентные условия в атмосфере толкают частицы вокруг, трутся. их вместе, чтобы генерировать заряд. В конце концов накапливается так много заряда, что ему приходится куда-то уходить, вызывая разряд.
Молнии распространены здесь, на Земле, и создают одну из самых прекрасных погодных условий на планете.
Наиболее сильно она связана с облаками водяного пара, но влажность не обязательна. Разряды молний бушуют в гигантских клубах пепла, извергаемых вулканами, например.
Даже песчаные бури, чьи сухие силикатные частицы являются изоляторами, а не проводниками, могут генерировать достаточный заряд, чтобы вызвать электрические разряды.
Ученые предположили, что аналогичные механизмы могут действовать и на Марсе, хотя его атмосфера, состоящая преимущественно из углекислого газа, намного тоньше и суше, чем земная.
После Всего молния зарегистрирована на Юпитере и Сатурне и предварительно обнаружена на Нептуне и Уране, которые также весьма существенно отличаются от Земли (молния на Венере остается открытым вопросом).
Модели предполагают, что если электрические разряды происходят на Марсе, то они, скорее всего, происходят вблизи поверхности, где атмосферное давление самое высокое.
К счастью, на поверхности Марса есть активные марсоходы – и у одного из них, Perseverance, есть инструмент, способный обнаружение признаков молнии.
Под руководством планетолога Батиста Шида из Тулузского университета во Франции группа ученых проанализировала данные, собранные микрофоном Perseverance SuperCam, устройством, способным записывать звуковые данные и электромагнитные помехи.
Они изучили более 28 часов записей с микрофона в поисках признаков электрического разряда среди планет. кружащаяся пыль.
Они обнаружили 55 событий, в 7 из которых полностью зафиксированы характерные электрические разряды. Сначала прибор фиксирует внезапный электронный «сигнал», вызванный электромагнитными помехами, когда электрический разряд запутывается в проводке микрофона. За этим импульсом следует релаксация, или звенящий сигнал, продолжительностью около 8 миллисекунд.
Семь событий, полностью захваченных Perseverance, завершились акустической сигнатурой крошечного звукового удара, созданного электрическим разрядом, нагревающим и расширяющим воздух вокруг него – крошечным раскатом грома.
Чтобы убедиться, что записи действительно происходят от миниатюрных разрядов молний, исследователи использовали копию SuperCam здесь, на Земле. Они записали электрические разряды, повторяющие профиль марсианских записей.
Интересно, что высокой концентрации пыли в атмосфере самой по себе было недостаточно для производства электроэнергии.
Подавляющее большинство событий – 54 из 55 – произошло во время 30 процентов самых сильных ветров, зарегистрированных на Марсе в период исследования, причем большинство из них связано с фронтами пыли
Между тем, во время двух встреч «Персеверанса» с пылевыми дьяволами было зарегистрировано 16 электрических разрядов.
Основываясь на шести из семи зарегистрированных раскатов грома, большинство разрядов были крошечными, всего от 0,1 до 150 наноджоулей. Седьмое акустическое событие было самым мощным и составило 40 миллиджоулей, что соответствует разряду марсохода в землю, что, вероятно, связано с накоплением заряда от частиц, трущихся о сам Perseverance.
Средняя молния из облака в землю, напротив, разряжает около миллиарда джоулей. Таким образом, молния в том виде, в каком она проявляется на Марсе, сильно отличается от молнии на Земле, но она существует, и это имеет некоторые интересные последствия.
Очевидным является то, что она может помочь в разработке будущих технологий исследования Марса, чтобы защитить ее от электрических разрядов, которые, как мы теперь знаем, происходят. Как и в случае с ранней Землей, ученые-планетологи теперь могут более точно моделировать химические реакции в атмосфере Марса, которые будут происходить при помощи электрического разряда.
По теме: Самый длинный в мире удар молнии преодолел 515 миль от Техаса до Канзаса
На более умозрительном уровне некоторые современные теории возникновения жизни на Земле рассматривают молнию как систему доставки необходимых ингредиентов, которые подталкивают набор молекул в биологию. Если на Марсе существует молния, астробиологи также могут учесть это в своих оценках вероятности существования там жизни.
«Это исследование открывает значительную область исследований атмосферы Марса… и мотивирует разработку новых атмосферных моделей для объяснения электрических явлений и их последствий в марсианской атмосфере», — заключают Чайд и его коллеги.
Результаты были опубликованы в журнале Nature.
