Почему ученые в восторге от свечения в атмосфере Марса

Земля - Голубая планета, а Марс - Красная, мы так давно привыкли к этому стереотипу, что даже не задумываемся о природе этого явления. Ну в самом деле, что тут сложного: поверхность Земли по большей части покрыта океанами, они сверху, из космоса, выглядят голубыми, это и на фотографиях с борта МКС видно, и космонавты рассказывают - голубой шарик. Ну а с Марсом все ясно - красный грунт. Так? Не совсем.

Земля и ночью, когда океаны ничего не отражают и должны быть черными, светится голубым светом. Если отбросить световое загрязнение в результате человеческой деятельности, отраженный свет звед и Луны, а также рассеянный солнечный свет, останется так называемое небесное, или атмосферное, свечение. Его в разных диапазонах производят атмосферные молекулы, которые пребывают в постояном движении и участвуют в процессах, как химических, так и физических.

Это свечение напоминает аврору, или северное сияние, только оно заметно слабее, и механизм его возникновения иной.

Аврора - это диффузное явление, вызываемое потоком солнечного ветра, чьи заряженные частицы ионизируют атмосферные атомы и вызывают сполохи света в небе.

А свечение неба происходит в результате взаимодействия солнечного света с атмосферой и бывает двух видов - ночное и дневное. Ночное случается, когда атомы, разрушенные днем под воздействием солнечной радиации, вновь соединяются, выделяя излишек энергии в виде фотонов. Такое свечение характерно не только для Земли, но и для Венеры и Марса - его там многократно отмечали.

Под определенным углом с орбиты у Земли тоже можно заметить зеленое ночное небесное свечение

Однако на этот раз в атмосфере Марса астрономы обнаружили дневное свечение - феномен, существование которого было предсказано еще в 1979 году, но увидеть его никак не могли. И вот теперь, после десятилетий ожидания, ученые были вознаграждены феерическим зеленым свечением, вызванным взаимодействием солнечного света с кислородом в верхних слоях атмосферы Марса.

"Одно из самых ярких свечений Земли вызвано ночным свечением неба, точнее, атомами кислорода, излучающими свет в определенном волновом диапазоне, который никогда не наблюдался вокруг других планет", - поясняет астроном Жан-Клод Жерар, руководитель нового исследования, опубликованного в издании Nature Astronomy.

"Наличие такого излучения на Марсе было предсказано около 40 лет назад, и теперь, благодаря ExoMars Trace Gas Orbiter [орбитальному научному комплексу "ЭкзоМарс Трейс Гас Орбитер"], мы наконец-то его обнаружили", - говорит астроном.

По словам ученых, самое сильное зеленое свечение в видимом человеческому глазу и ультрафиолетовом диапазоне наблюдалось на высоте около 80 км и варьировалось по интенсивности в зависимости от расстояния между Марсом и Солнцем.

Когда специалисты решили смоделировать процесс, вызывающий это свечение, они поняли, что оно сильно напоминает небесное свечение Земли. Когда солнечная радиация проникает в атмосферу Марса, она расщепляет двуокись углерода на угарный газ и кислород. Именно атомы кислорода и придают свечению зеленый отенок.

Выяснилась и другая любопытная деталь: свечение в видимом человеческому глазу диапазоне было в 16,5 раза интенсивнее свечения в ультрафиолете.

"Результаты наблюдения за марсианской атмосферой соответствуют предыдущим теоретическим выкладкам, но не фактическому свечению, которое мы видим в атмосфере Земли, где видимое излучение значительно слабее. А это значит, что нам еще предстоит многое узнать о поведении атомов кислорода, поскольку это очень важно для понимания атомной и квантовой физики", - подчеркивает Жерар.