Objev elektrických výbojů na Marsu
Elektrické výboje, jako například blesky, jsou na Zemi běžné a byly rovněž detekovány na velkých plynných planetách sluneční soustavy, jako jsou Jupiter a Saturn. Vědci dlouho podezřívali, že podobné jevy se mohou vyskytovat také na Marsu, kde jsou generovány třením mezi drobnými částicemi, které jsou hnány marcanskými větry a občas vedou k vírům prachu. Nicméně potvrzení existence těchto elektrických jisker bylo až dosud nemožné.
Nyní, poprvé, mezinárodní tým výzkumníků, v jehož řadách jsou vědci z Basiské univerzity a Národního institutu pro leteckou techniku (INTA), dokázal zachytit zvuk vytvořený těmito výboji během marcanských prachových bouří. To se podařilo díky jednomu z mikrofonů, který je součástí roveru Perseverance (NASA), nejpokročilejšího vozidla, které kdy bylo na červenou planetu vysláno.
Agustín Sánchez-Lavega, jeden z autorů nového studia z katedry aplikované fyziky na Vysoké škole inženýrství v Bilbau, v exkluzivním rozhovoru pro La Vanguardia uvedl, že se jedná o důležitý objev pro lepší pochopení elektrochemických procesů v dolní části marcanské atmosféry. Dále zmínil, že analýza těchto elektrických jevů bude významná pro budoucí mise na červenou planetu.
Nejdříve náboj
Na Zemi je dobře známo, že písečné víry vytvářené silnými poryvy větru nabíjejí částice prachu díky tření mezi nimi. Tento jev se velmi spektakulárně projevuje také při některých sopečných erupcích, během nichž se vyskytují blesky v mohutných sloupech vzlétající popela.
Očekávalo se Proto, že podobný mechanismus nabíjení třením částeček by měl také nastat na Marsu. Opravdu, i když je marcanská atmosféra přibližně 100krát slabší než ta zemská, existují větry schopné přesouvat materiál z povrchu, vytvářet duny a sezónně vyvolávat velké prachové bouře, které mohou pokrýt rozsáhlé oblasti po týdny. Kromě toho tyto větry mohou způsobit, že se písek víří a vytváří malé tornáda.
Marťanský prach má totiž tendenci přichytávat se k lodím, které byly na planetu vyslány, což mnohdy vedlo k vážným problémům a dokonce ke ztrátám sond. Předpokládá se, že důvodem, proč se částice unášené větrnými proudy na Marsu tak úporně přichytávají, může být elektrický náboj generovaný právě přítomností statické elektrizace.
A pak jiskra
Ale elektrizace prachu třením je pouze jeden z dvou faktorů potřebných k vyvolání výboje. Druhým faktorem je dostatečně vysoké množství vyprodukovaného náboje.
Na naší planetě tato druhá podmínka není splněna, protože vlastnosti zemské atmosféry znamenají, že k vyvolání jiskry v prachovém víru je třeba mnohem intenzivnějších akumulací náboje, než k jakým dojde. Avšak situace na Marsu je méně omezující a teoreticky by tento typ výbojů měl být možný, což potvrzují také některé simulace provedené v našich laboratořích.
Rover Perseverance
V únoru 2021 přistál rover Perseverance v kráteru Jezero na Marsu s hlavním cílem nalézt důkazy o minulém životě (když měl červená planeta tekoucí vodu na povrchu před přibližně 3,8 až 3,5 miliardami let). Tato mise nese různé analytické a pozorovací nástroje.
V roveru se nachází mikrofon, integrován ve vybavení nazvaném SuperCam, který je schopen zaznamenávat zvuky generované blízko marcanského povrchu. A právě analýzou signálů, které tento přístroj zaznamenával téměř po dobu čtyř let, byli vědci zodpovědní za nové studium schopni identifikovat 55 akustických signálů, které jsou kompatibilní s těmi, jež generují elektrické výboje.
Záznamy pořízené roverem Perseverance vykazují podobný vzor. Na začátku se objevuje intenzivní, krátký vrchol (trvající desítky mikrosekund), následovaný mírným poklesem během několika milisekund. Tyto dvě fáze jsou interpretovány jako interference způsobené polem magnetismu spojeným s jiskrou.
Zvuková vlna, ale bez světla
Konečně, signály ukazují třetí fázi složenou z různých vrcholů, které odpovídají šíření akustických vln (tedy zvukům elektrických výbojů). Je důležité zdůraznit, že provedená analýza byla schopna odlišit tyto zvuky od jiných generovaných samotným robotem, větrem nebo atmosférickými turbulencemi, čímž byly vyloučeny potenciální zdroje emisí, které by mohly interferovat s výsledky.
V tomto smyslu Sánchez-Lavega považuje tento objev za významný, protože „model elektrického výboje vysvětluje pozorované jevy velmi dobře, a navíc se vyskytují po událostech intenzivních prachových bouří, jak bylo očekáváno.“
Vědec rovněž věří, že marcanské elektrické výboje nemusí být dostatečně silné, aby vyprodukovaly světlo, protože ionizace marcanského vzduchu, proces nezbytný k vytvoření záblesku, by vyžadovala elektrická pole intenzivnější o 25 až 100krát, než jaká byla pozorována.
Důsledky
Protože kráter Jezero není zdaleka oblastí na Marsu, kde byly detekovány největší prachové bouře nebo písečné víry, vědci odhadují, že celkové uvolnění elektrické energie z třecích výbojů by mělo být v jiných oblastech planety mnohem vyšší.
Sánchez-Lavega se domnívá, že bude velmi důležité zkoumat frekvenci, s jakou se víry a prachové bouře na Marsu vyskytují v závislosti na ročním období a konkrétní lokalitě, kvůli účinkům, které by elektrické jiskry mohly mít na vybavení vesmírných lodí. Dodává, že „tyto výboje budou dalším faktorem, který je třeba vzít v úvahu při budoucím zkoumání planety.“
