Poprvé detekována elektrická aktivita v atmosféře Marsu
Astronomie
Rover Perseverance zaznamenal akustické signály, které naznačují výboje elektrického proudu v prachových bouřích.
Výboje elektrického proudu (například blesky) jsou na Zemi běžné a byly také detekovány na velkých plynných planetách sluneční soustavy (Jupiter a Saturn). Vědci již dlouho podezřívali, že na Marsu dojde k podobným jevům, které jsou způsobeny třením mezi malými částicemi, jež jsou pohybovány marsovými větry a občas vytvářejí prachové víry. Nicméně potvrzení existence těchto elektrických jiskřiček bylo dosud nemožné.
Nyní, poprvé, mezinárodní tým výzkumníků, jehož členy jsou i vědci z Univerzity ve Baskicku a Národního institutu letecké techniky (INTA), dokázal zachytit zvuk vytvořený těmito výboji v prachových bouřích na Marsu. A to díky jednomu z mikrofonů, kterými je rover Perseverance (NASA) vybaven – nejpokročilejším roverem, jaký byl na červenou planetu kdy vyslán.
Podle Agustína Sánchez-Lavegy, jednoho z autorů nového výzkumu a člena oddělení aplikované fyziky na Inženýrské škole v Bilbau (Univerzita ve Baskicku), se jedná o důležitý objev pro pochopení elektrochemických procesů, které se odehrávají ve spodní vrstvě atmosféry Marsu. Dále také poznamenává, že analýza těchto elektrických jevů bude důležitá pro budoucí mise na červenou planetu.
Nejprve náboj
Na Zemi je dobře známo, že prachové víry vytvářené silnými poryvy větru elektrizují částice prachu díky tření mezi nimi. Tento jev se velmi spektakulárně projevuje během některých sopečných erupcí, kdy se v mohutných sloupcích popela mohou objevit blesky.
Je logické očekávat, že podobný mechanismus elektrizace částic by mohl existovat také na Marsu. I když je marsovská atmosféra přibližně 100krát slabší než ta pozemská, existují větry schopné přesouvat materiál z povrchu, což vytváří duny a sezónní prachové bouře, které mohou po týdny pokrývat rozsáhlé oblasti. Tyto větry mohou navíc zpevnit písek do malých tornád.
Přesně tak se prach na Marsu má tendenci přichytávat na plavidla, která byla na planetu vyslána, což občas způsobilo vážné problémy a dokonce ztrátu sondy. Předpokládá se, že skutečnost, že se částice unášené větry na Marsu tak neochotně přichytávají, by mohla souviset s elektrickým nábojem generovaným právě přítomností náboje v prachových částečkách.
A pak jiskra
Takže elektrizace prachu třením je pouze jedním z dvou faktorů, které jsou nezbytné k vyvolání jiskření. Druhým faktorem je, že množství generovaného náboje musí být dostatečně velké.
Naší planetě tato druhá podmínka neplatí, protože vlastnosti zemské atmosféry vyžadují pro vyvolání jiskry v prachu víru mnohem intenzivnější akumulaci náboje, než která se vytváří.
Poloha na Marsu je však méně omezující, a teoreticky by takovéto výboje měly být možné, jak také ukazují některé simulace provedené v našich laboratořích. Ale i přes podezření nebyly dosud schopny najít přímý důkaz potvrzující přítomnost tohoto jevu na červené planetě.
Percy
V únoru 2021 přistál robot Perseverance v kráteru Jezero na Marsu s hlavním cílem najít důkazy o minulém životě (když měla červená planeta tekutou vodu na povrchu, zhruba před 3.800 nebo 3.500 miliony let). Tento průzkumník transportuje různé analytické a observační nástroje.
Ve zvláštním případě je na roveru umístěn mikrofon, integrovaný do zařízení zvaného SuperCam, který je schopen zaznamenávat zvuky generované blízko marsovského povrchu. A analýzou signálů, které tento nástroj zachytil během téměř čtyř let, mohli vědci z odpovědného nového výzkumu identifikovat 55 akustických signálů, které jsou kompatibilní s výboji elektrického proudu.
Záznamy pořízené Perseverance pro tyto události vykazují podobný vzor. Nejprve se objevuje intenzivní a velmi krátké vrcholové zvýšení (v řádu desítek mikrosekund), následované obdobím utlumení po dobu několika milisekund. Tyto dvě fáze by měly být interpretovány jako interference způsobené v zařízeních magnetickým polem spojeným s jiskrou.
Zvuková vlna, ale bez světla
Do konečné fáze signály vykazují třetí prvek, složený z různých vrcholů, které odpovídají šíření akustických vln (tj. zvuku elektrického výboje). Je důležité poznamenat, že provedená analýza dokázala odlišit tyto zvuky od těch generovaných samotným robotem, větrem nebo atmosférickými turbulencemi, čímž byly vyloučeny potenciální zdroje emisí, které by mohly zasahovat do výsledků.
V tomto ohledu považuje Sánchez-Lavega tento objev za skutečný průlom, protože „model elektrického výboje velmi dobře vysvětluje to, co bylo pozorováno, a navíc k tomu dochází, kdy byly zaznamenány intenzivní prachové události (víry a bouře), jak se očekávalo“.
Na druhé straně vědec věří, že marsovské elektrické výboje by nemusely být dostatečně silné, aby produkují světelnou emisí, protože ionizace marsovského vzduchu, proces nezbytný pro generaci záblesku, by vyžadovala elektrická pole o 25 až 100krát intenzivnější než ta pozorovaná.
Důsledky
Jako takový kráter Jezero není rozhodně nejvíce nepokojnou oblastí Marsu, kde byly detekovány prachové bouře nebo písečné víry, vědci odhadují, že celkové množství uvolněné energie v důsledku výbojů způsobených třením musí být na jiných místech planety mnohem vyšší.
V tomto smyslu považuje Sánchez-Lavega za velmi důležité prozkoumat frekvenci, s níž se víry a prachové bouře na Marsu vyskytují podle ročního období a konkrétní lokace, kvůli vlivům, které by mohly mít elektrické jiskřící projevy na vybavení plavidel. A dodává: „Tyto výboje budou dalším faktorem, který je třeba zvážit při budoucím průzkumu planety“.
