Одинокий марсоход Perseverance, работающий среди песков Марса, наконец ответил на вечный вопрос: если на Красной планете есть молнии, то действительно ли они издают звуки?
В записях, полученных марсоходом, ученые впервые идентифицировали электрические разряды, зафиксированные во время бурных пылевых событий на Красной планете, в частности пылевых вихрей. И не один раз, а 55 раз за два марсианских года наблюдений. Пылевые условия, в которых происходили эти события, необходимы для выработки электричества в тонкой, абсолютно сухой атмосфере Марса. Это давно предсказывалось, но никогда ранее не демонстрировалось, рассказало издание Science Alert.
Обычно молния возникает, когда турбулентные условия в атмосфере сталкивают частицы, и они трутся друг о друга, создавая заряд. В конечном итоге заряд накапливается настолько, что ему нужно куда-то деться, вызывая разряд.
Молнии на Земле – явление обычное. Они тесно связаны с облаками водяного пара, но влажность не является обязательной. Например, разряды молний возникают в гигантских клубах пепла, выбрасываемых вулканами. Даже песчаные бури, сухие силикатные частицы которых являются изоляторами, а не проводниками, могут генерировать достаточный заряд, чтобы вызвать электрические разряды.
Исследователи NASA предположили, что такие механизмы могут действовать и на Марсе. Хотя его атмосфера, состоящая преимущественно из углекислого газа, значительно тоньше и суше, чем земная.
Ранее молнии были зарегистрированы на Юпитере и Сатурне, а также, вероятно, обнаружены на Нептуне и Уране. Все эти планеты, как и Марс, существенно отличаются от Земли.
Проанализировав данные о молниях на других планетах, ученые предположили, что электрические разряды на Марсе, скорее всего, происходят близко к поверхности, где атмосферное давление наивысшее. А марсоход Perseverance, к счастью, оснащен прибором, способным обнаруживать признаки молний.
О чем еще узнали ученые?
Команда ученых под руководством планетолога Батиста Чида из Тулузского университета (Франция) проанализировала данные, собранные устройством марсохода Perseverance, которое называется SuperCam. Он записывает звуковые данные и электромагнитные помехи.
Ученые изучили 28 часов записей, выискивая признаки электрических разрядов среди пыли, кружившей вокруг планеты. И в конечном итоге обнаружили 55 событий, в 7 из которых была полностью зафиксирована характерная сигнатура электрического разряда.
Сначала прибор регистрировал внезапный электронный всплеск, вызванный электромагнитными помехами, когда электрический разряд запутывался в проводах микрофона. За этим всплеском следовала релаксация, или звон, продолжительностью около 8 миллисекунд.
Семь событий, зафиксированных Perseverance в полном объеме, завершились акустической сигнатурой крошечного гремящего звука, созданного электрическим разрядом, который нагревает и расширяет окружающий воздух.
Чтобы убедиться, что записи действительно получены от миниатюрных разрядов молний, исследователи использовали копию SuperCam на Земле. Они записали электрические разряды, воспроизводя профиль марсианских записей.
Интересно, что лишь высокой концентрации пыли в атмосфере для производства электричества было недостаточно.
Преобладающее большинство событий – 54 из 55 – произошло во время 30 процентов самых сильных ветров, зафиксированных Perseverance на Красной планете в течение периода исследования. Причем большинство из них связано с фронтами пылевых бурь.
Тем временем во время двух столкновений марсохода с пылевыми вихрями было зафиксировано 16 электрических разрядов.
Судя по шести из семи зарегистрированных ударов грома, большинство разрядов были крошечными, всего от 0,1 до 150 наноджоулей. Седьмой акустический сигнал оказался самым мощным, его энергия составила 40 миллиджоулей. Для сравнения, на Земле средняя энергия разряда молнии, проходящего между облаком и землей, составляет в среднем миллиард джоулей. Таким образом, молния на Марсе сильно отличается от земной, но она все равно существует.
Теперь планетологи могут точнее моделировать химические реакции в атмосфере Марса, вызванные электрическими разрядами.
Фото: Unsplash
