Марс продолжает удивлять — недавнее открытие, сделанное марсоходом Perseverance, добавило еще один штрих к портрету загадочной планеты. 18 марта 2024 года аппарату удалось зафиксировать редкое оптическое явление — тусклое, но отчетливое зеленое свечение в небе над кратером Езеро. Впервые ученые получили прямое визуальное подтверждение существования полярных сияний на Красной планете в видимом спектре.
Что произошло
В ночь на 18 марта камеры Perseverance зафиксировали слабое, но четкое зеленое свечение в атмосфере. Это стало первым задокументированным случаем наблюдения марсианского полярного сияния в видимом диапазоне. До этого момента ученым удавалось регистрировать только ультрафиолетовое излучение, возникающее в атмосфере планеты при взаимодействии с солнечным ветром.
Наблюдение стало возможным благодаря точному расчету времени: за несколько дней до этого на Солнце произошел корональный выброс массы (КВМ) — выброс огромного количества заряженных частиц, которые достигли Марса и вызвали возмущения в его атмосфере.
Условия и природа марсианского сияния
Атмосфера Марса разрежена — ее плотность составляет всего около 2% от земной. К тому же планета практически лишена глобального магнитного поля. Уцелели лишь локальные магнитные аномалии — участки в коре, где остались следы древнего поля. Именно вблизи этих участков и формируются условия для появления сияний.
Когда поток заряженных частиц достигает таких регионов, происходит возбуждение атомов в верхних слоях атмосферы. Возвращаясь в основное состояние, эти атомы испускают фотоны — именно это и вызывает свечение. Характер цвета зависит от конкретного типа частиц и их энергии. В данном случае речь идет о линии кислорода с длиной волны 557,7 нанометра — классической «зеленой» линии, аналогичной той, что наблюдается в земных сияниях.
Почему это важно
Исследователи уже более двух десятилетий фиксируют ультрафиолетовые сияния на Марсе, но визуально увидеть их до сих пор не удавалось. Предположения о существовании зеленого свечения основывались на спектральных данных — в частности, на переходах атомарного кислорода при длине волны 297 нм. Ученые знали: если в спектре проявляется этот переход, значит, возможны и другие — в том числе в видимом диапазоне.
В отличие от Земли, где полярные сияния имеют ярко выраженные формы и часто наблюдаются в виде движущихся лент, марсианское свечение оказалось равномерным — вся небесная сфера светилась однородным зеленым цветом. При этом интенсивность свечения настолько мала, что человеческий глаз, скорее всего, не смог бы его различить на месте.
Как это удалось
Поймать момент сияния оказалось непросто. Большинство камер и сенсоров на марсоходах адаптированы под дневное освещение и не способны регистрировать слабый ночной свет. Команда ученых была вынуждена импровизировать: подготовить аппарат к ночному наблюдению, синхронизировать запуск программы с приближением солнечного выброса и адаптировать режимы работы сенсоров.
Это была уже четвертая попытка фиксировать марсианское сияние. На этот раз все совпало: солнечная вспышка, активность атмосферы и готовность аппарата. И результат оправдал ожидания — Perseverance впервые в истории зафиксировал видимое свечение в атмосфере Марса.
Что дальше
Это открытие не только подтверждает теоретические модели, но и расширяет горизонты планетарной науки. Ученые планируют продолжить наблюдения, чтобы понять, насколько предсказуемы марсианские сияния, как часто они возникают, и какую роль в этом процессе играют локальные магнитные поля.
В перспективе такие исследования помогут лучше понять эволюцию атмосферы Марса, взаимодействие солнечного ветра с планетами, лишенными глобальной магнитосферы, а также потенциальные риски для будущих пилотируемых миссий.
Марсианское зеленое сияние — не просто красивая астрономическая редкость. Это прямое доказательство сложных процессов, происходящих в тончайших слоях атмосферы планеты, и еще один шаг на пути к пониманию того, как работает Вселенная на примере ближайшего соседа Земли.