Otkriveni dokazi o raspršivanju Marsove atmosfere

Prije milijardi godina, sposobnost Marsa da održi tekuću vodu smanjila se kako su solarni vjetar i zračenje počeli erodirati atmosferu.

Raspršivanje je proces bijega atmosfere koji je možda bio dominantan tijekom ranijih epoha našeg Sunca prema izotopskim dokazima, ali ga je teško otkriti u trenutnim uvjetima.

Koristeći više od 9 godina podataka iz misija Mars Atmosphere i Volatile Evolution, istraživači sa Sveučilišta Kalifornija u Boulderu, predstavljaju prva direktne opažanja današnjeg raspršivanja u gornjoj atmosferi Marsa.

Korelacijom gustoća argona sa solarnim električnim poljima, otkrivaju da su brzine raspršivanja argona više od četiri puta veće od predviđanja modela. Također predstavljaju dokaze o pojačanom raspršivanju tijekom solarne oluje, nudeći uvid u intenzivnije uvjete u ranom Sunčevom sustavu.

Opservacijsko utvrđivanje uloge raspršivanja u gubitku Marsove atmosfere ključno je za razumijevanje uvjeta koji su omogućili postojanje tekuće vode na površini Marsa i implikacija za nastanjivost.

Smatra se da je atmosfersko raspršivanje jedan od dominantnih mehanizama gubitka atmosfere u ranom Sunčevom sustavu, kada je Sunce bilo sjajnije i aktivnije. Do toga dolazi kada ione ubrzava električno polje Sunčevog vjetra u atmosferu tijela poput Marsa, koje nije zaštićeno globalnim magnetskim poljem.

Teško je promatrati ovaj proces na Marsu. Zahtijeva istovremeno promatranje odbačenih neutralnih atoma i iona koji su udarili u atmosferu, ili električnog polja koje ih je ubrzalo. Također zahtijeva istovremena dnevna i noćna promatranja Marsa, duboko u njegovoj atmosferi.

Jedina svemirska letjelica s opremom i orbitalnom konfiguracijom za ova promatranja je NASA-in MAVEN. Istraživači su pažljivo proučili podatke koje je svemirska letjelica prikupila od dolaska u orbitu Marsa u rujnu 2014., tražeći istovremena promatranja solarnog električnog polja i količine argona u gornjoj atmosferi, jedne od raspršenih čestica, korištene kao traser za ovaj fenomen.

Otkrili su da se, iznad nadmorske visine od 350 kilometara, gustoća argona mijenja ovisno o orijentaciji električnog polja solarnog vjetra, u usporedbi s gustoćom argona na nižim visinama koja ostaje konstantna.

Rezultati su pokazali da lakši izotopi argona variraju, ostavljajući za sobom višak teškog argona, odstupanje koje se najbolje objašnjava aktivnim raspršivanjem. To potvrđuju i opažanja solarne oluje, čiji su odljevi stigli na Mars u siječnju 2016. Tijekom tog vremena, dokazi raspršivanja postali su znatno izraženiji.

Ovo ne samo da podržava otkriće tima da su varijacije gustoće argona na visokim Marsovim visinama rezultat raspršivanja, već pokazuje kakvi su uvjeti mogli biti prije milijardi godina, kada je Sunce bilo mlađe te je prolazilo kroz češće olujne aktivnosti.

Istraživanje objavljeno u časopisu Science Advances možete pronaći na ovoj poveznici.