NASA pirmo reizi ir apstiprinājusi, ka Marsa atmosfērā patiešām notiek elektriski izlādes procesi, kas atgādina ļoti vājus zibens spērienus. Atklājumu veicis viens pats marsa pašgājējs Perseverance, kas strādā uz Sarkanās planētas virsmas. Tādējādi beidzot ir iegūta tieša atbilde uz ilgi uzdoto jautājumu: vai uz Marsa „zibens sper“, pat ja neviens to nedzird.
Elektriskās izlādes uz Marsa
Pētnieki atrada Perseverance ierakstos elektrisko izlāžu pēdas 55 reizes divu Marsa gadu laikā. Visos šajos gadījumos bija novērojami spēcīgi putekļu procesi – vai nu plaši putekļu vētras, vai virpuļojoši putekļu stabi. Tas ir būtisks pierādījums, jo parāda, kādos Marsa atmosfēras apstākļos elektrība vispār var veidoties.
Kā rodas zibens?
Zibens rodas tad, kad atmosfērā kustīgi un savstarpēji sadurošies daļiņu mākoņi uzkrāj elektrisko lādiņu. Kad lādiņš kļūst pārāk liels, notiek pēkšņa elektriska izlāde. Uz Zemes tas parasti ir saistīts ar ūdens tvaika mākoņiem, taču mitrums nav obligāts priekšnosacījums – zibeni ir novērojuši arī vulkānisko pelnu kolonnās un smilšu vētrās.
Jums varētu patikt šie:
Tāpēc jau sen tika pieņemts, ka līdzīgs process varētu norisināties arī uz Marsa. Lai gan Marsa atmosfēra ir ļoti reta un sausa, tuvu virsmai veidojušies putekļu mākoņi tāpat var uzkrāt elektrību un vēlāk to izlādet.
„Perseverance“ mikrofons kā zibens detektors
Tā kā uz Marsa jau darbojas vairāki pašgājēji, radās iespēja šo hipotēzi pārbaudīt ar tiešiem mērījumiem. Baptista Šidē (Tuluzas Universitāte) vadītā zinātnieku grupa analizēja aptuveni 28 stundas ar instrumenta SuperCam mikrofonu veiktos Perseverance ierakstus.
Šis mikrofons fiksē ne tikai skaņu, bet arī elektromagnētiskos traucējumus, tāpēc tas spēj „ieraudzīt“ elektrisko izlāžu raksturīgo signālu.
55 izlādes un septiņi īpaši skaidri signāli
Analīzes gaitā 55 gadījumos tika atrastas pazīmes, kas liecina par elektrisku izlādi. Septiņos gadījumos signāls bija pilnīgs un ļoti skaidrs:
- vispirms tika reģistrēts pēkšņs elektronisks impulss, kad izlāde izraisīja traucējumus mikrofona vados;
- tam sekoja aptuveni 8 milisekundes ilga signāla pakāpeniska izzušana;
- visbeidzot bija dzirdams ļoti kluss „plīkšķis“ – gluži kā miniatūrs pērkona rūciens, kas rodas no strauji sakarsuša un izpletušās gaisa ap izlādes kanālu.
Zemes laboratorijas eksperimenti apstiprina novērojumus
Lai pārliecinātos, ka novērotais ir patiešām zibensveida parādība, zinātnieki uz Zemes izmantoja SuperCam sistēmas kopiju. Laboratorijā tika radītas līdzīgas elektriskās izlādes, un iegūtais signāls izrādījās gandrīz identisks tam, kas tika ierakstīts uz Marsa. Tas apstiprināja, ka Perseverance dati nav nejauši traucējumi, bet gan reālas Marsa elektriskās izlādes.
Jums varētu patikt šie:
Ar putekļiem vien nepietiek
Zīmīgi, ka ar pašu putekļu klātbūtni vien elektriskajām izlādem nepietiek. Lielākā daļa gadījumu tika reģistrēti laikā, kad vēja ātrums bija starp spēcīgākajiem vējiem visā pētītajā periodā. Nereti tie bija saistīti ar putekļu vētras priekšējo malu.
Turklāt 16 izlādes tika novērotas divu atsevišķu sastapšanos laikā ar putekļu virpuļiem (dust devils). Tas liecina, ka intensīva gaisa un putekļu kustība ir kritiski svarīgs nosacījums lādiņa uzkrāšanai uz Marsa.
Cik spēcīgs ir Marsa „zibens“?
Pēc skaņas datu analīzes noskaidrots, ka lielākā daļa izlāžu ir ārkārtīgi vājas – to enerģija ir tikai 0,1 līdz 150 nanodžouli. Tomēr viens gadījums bija ievērojami spēcīgāks – aptuveni 40 miljodžouli; visticamāk, tajā situācijā lādiņš uzkrājās pašgājējā un pēc tam pārgāja Marsa grunts slānī.
Salīdzinājumam – parasts zibens spēriens uz Zemes atbrīvo aptuveni miljardu džoulu enerģijas. Tātad Marsa „zibens“ ir pilnīgi cita mēroga parādība – drīzāk mikroizlādes, nevis kaut kas salīdzināms ar Zemes negaisu.
Kāpēc šis atklājums ir nozīmīgs?
Perseverance savāktie dati ir svarīgi vairāku iemeslu dēļ:
- Nākotnes roboti un bāzes: izpratne par Marsa elektriskajām izlādem palīdzēs labāk projektēt kosmiskās ierīces un potenciālās bāzes, lai tās pasargātu no elektriskiem traucējumiem un lādiņa uzkrāšanās.
- Atmosfēras ķīmijas modelēšana: tagad kļūst iespējams precīzāk novērtēt, kā šādas izlādes var ietekmēt Marsa atmosfēras ķīmisko sastāvu un radīt jaunus savienojumus.
- Astrobioloģiskā perspektīva: uz Zemes zibeni uzskata par vienu no faktoriem, kas varētu būt sekmējis dzīvības rašanos agrīnajā Zemes vēsturē. Ja arī uz Marsa notiek, lai gan ļoti vājas, elektriskās izlādes, astrobiologi var iekļaut tās senā Marsa dzīvotspējas modeļos.
Jauns skats uz Marsa putekļu vētrām
Kopumā atklājies, ka Marsa putekļu vētras līdzi nes ne tikai smiltis un vēju, bet arī elektrību. Perseverance pirmo reizi ļāva šo parādību tieši „noklausīties“ un ierakstīt, atverot jaunu pētniecības virzienu, kas sniedz dziļāku ieskatu Sarkanās planētas atmosfērā un līdz šim slēptajos procesors notiekošajā pasaulē.
