Οι επιστήμονες στο Nasa ανακοίνωσαν την ανίχνευση ηλεκτρικών εκκενώσεων στο Marte, που καταγράφηκαν από το ρόβερ Perseverance κατά τη διάρκεια συμβάντων σκόνης. Τα σήματα λήφθηκαν από το μικρόφωνο SuperCam του οχήματος σε 55 περιπτώσεις κατά τη διάρκεια δύο Αρειανών ετών. Η ανακάλυψη Essa διευκρινίζει την προέλευση των οξειδωτικών στην ατμόσφαιρα του πλανήτη, όπως το υπεροξείδιο του υδρογόνου, που έχει εντοπιστεί από το 2003.
Η ανάλυση των δεδομένων πραγματοποιήθηκε σε 28 ώρες ηχογραφήσεων, συγκεντρωμένες σε περιόδους ισχυρών ανέμων και σκόνης. Τα ηλεκτρικά συμβάντα διαφέρουν από τους επίγειους κεραυνούς, καθώς το Marte δεν έχει νέφη γεμάτα νερό. Αντίθετα, η τριβή μεταξύ των σωματιδίων σκόνης δημιουργεί σπινθήρες, παρόμοιους με στατικούς κραδασμούς στο Terra.
Αυτά τα στοιχεία προκύπτουν από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και καταγεγραμμένα ηχητικά κύματα. Η αρχική υπέρβαση, μια στατική ακίδα μικρότερη από 40 μικροδευτερόλεπτα, προηγείται μιας εκθετικής πτώσης του σήματος. Τότε εμφανίζεται μια πραγματική ακουστική ακίδα, που προκαλείται από ένα μέτριο ωστικό κύμα από την εκκένωση.
Τυχαία ανίχνευση από μικρόφωνο
Το μικρόφωνο της SuperCam, σχεδιασμένο για να λαμβάνει ήχους λέιζερ σε βράχους, αποκάλυψε τα ηλεκτρικά σήματα τυχαία. Ο Baptiste Chide, του Institut του Recherche en Astrophysique και Planétologie, οδήγησε την ομάδα που εντόπισε τα μοτίβα. Οι καταγραφές έγιναν στον κρατήρα Jezero, όπου το rover λειτουργεί από το 2021.
Δεκαέξι γεγονότα συνέπεσαν με κοντινά περάσματα των διαβόλων της σκόνης. Οι περισσότερες εκκενώσεις σημειώθηκαν κατά τη διάρκεια του 30% των ισχυρότερων ανέμων, συνδέοντάς τους απευθείας με τοπικά μέτωπα καταιγίδων.
https://twitter.com/astronomiaum/status/1965967072212770896?ref_src=twsrc%5EtfwΔιαφορές μεταξύ ακτίνων σε Marte και Terra
Η ατμόσφαιρα του Marte, λεπτή και αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του άνθρακα, διευκολύνει τις εκκενώσεις. Το κατώφλι θραύσης, ή το σημείο εκφόρτισης, είναι περίπου 15 kilovolt ανά τετραγωνικό μέτρο, σε σύγκριση με 3 megavolt στο Terra. Η χαμηλή επιφανειακή πίεση Essa, μόλις το 0,6% αυτής στη Γη, μειώνει την αντίσταση στην ηλεκτρική ροή.
Ο Daniel Mitchard, φυσικός στο Universidade του Elas μετράει χιλιοστά και απελευθερώνει ενέργειες από 0,1 έως 150 νανοτζούλες, εκτός από μία περίπτωση των 40 χιλιοστών, όταν το ρόβερ εκτοξεύτηκε στο έδαφος.
Η διαδικασία του τριβοηλεκτρισμού, ή φόρτισης τριβής, εμφανίζεται σε ηφαιστειακά λοφία στο Terra, αλλά στο Marte επηρεάζει τον παγκόσμιο κύκλο σκόνης. Το Isso δημιουργεί έναν θετικό βρόχο: ο στατικός ηλεκτρισμός μειώνει την ελάχιστη ταχύτητα ανέμου για να ανασηκώσει τη σκόνη, εντείνοντας τις καταιγίδες.
Επιπτώσεις για τη χημεία επιφανειών
Οι εκκενώσεις παράγουν οξειδωτικά που αντιδρούν με οργανικά μόρια, καταστρέφοντας δυνητικά στοιχεία αρχαίας ζωής. Ωστόσο, παράγουν επίσης νέες οργανικές ενώσεις μέσω χημικών αντιδράσεων. Το Áreas με περισσότερη δραστηριότητα σκόνης, όπως ο κρατήρας Gusev, εμφανίζει 20 φορές περισσότερους διαβόλους σκόνης από το Jezero, υποδηλώνοντας παραλλαγές στην κατανομή των οξειδωτικών.
Θα απαιτηθούν εργαστηριακά πειράματα και υπολογιστικά μοντέλα για την ποσοτικοποίηση της παραγωγής αυτών των οξειδωτικών. Το Regiões με λιγότερα συμβάντα, όπως το Elysium Planitia, μπορεί να διατηρήσει καλύτερα τις βιουπογραφές σε μελλοντικές αποστολές.
- Εκκενώσεις καταγράφηκαν σε 54 από τα 55 γεγονότα κατά τη διάρκεια ισχυρών ανέμων.
- Το ένα σημειώθηκε σε ήρεμες συνθήκες, πιθανώς λόγω υπολειπόμενης φόρτωσης στο ρόβερ.
- Οι ενέργειες κυμαίνονται από νανοτζούλες έως μιλιτζούλ, ανεπαρκείς για να καταστρέψουν τον θωρακισμένο εξοπλισμό.
Συνδέσεις με προηγούμενες και μελλοντικές αποστολές
Η σοβιετική αποστολή του 1971 Mars 3 απέτυχε μετά από 20 δευτερόλεπτα σε μια καταιγίδα σκόνης, πιθανώς λόγω ηλεκτρικών εκκενώσεων. Το Perseverance, προστατευμένο από κραδασμούς kilovolt, αντιστάθηκε χωρίς προβλήματα. Το Dados του Microphone τώρα καθοδηγεί σχέδια για ηλεκτρονικές πλακέτες και διαστημικές στολές για αστροναύτες.
Οι κάμερες του rover δεν απαθανάτισαν οπτικά φλας, λόγω της συντομίας των γεγονότων και της ημερήσιας σκόνης. Το Capturas απαιτεί κάμερες υψηλής ταχύτητας, οι οποίες επί του παρόντος απουσιάζουν. Ο Franck Montmessin, από το γαλλικό CNRS, σημειώνει ότι τα ακουστικά σήματα επιβεβαιώνουν τη δραστηριότητα, αλλά οι εικόνες θα ήταν το επόμενο βήμα.
Ο Ralph Lorenz, του Johns Hopkins University, συγκρίνει τους ήχους με σπινθήρες που σκάνε στους κινητήρες. Οι ηχογραφήσεις περιλαμβάνουν το θόρυβο των κόκκων σκόνης που χτυπούν το μικρόφωνο, αναμεμειγμένο με ηλεκτρικά κλικ.
Δυνατότητες σε άλλους κόσμους
Παρόμοιες εκκενώσεις μπορεί να συμβούν στο Vênus, από τη σκόνη ή στο Titã, το φεγγάρι του Saturno, από κόκκους πάγου. Στον κύκλο του κλίματος του Άρη, χιλιάδες ετήσιες περιφερειακές καταιγίδες δημιουργούν ηλεκτρισμένα μέτωπα σκόνης σε απόσταση χιλιομέτρων. Το Isso επηρεάζει την ανύψωση και τη μεταφορά των σωματιδίων, διαμορφώνοντας το τοπικό κλίμα.
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Nature, βασίζεται σε δημόσια δεδομένα από το Planetary Data System. Οι αναλύσεις Futuras θα ενσωματώσουν μετρήσεις ανέμου και σκόνης με το όργανο MEDA για τη χαρτογράφηση παγκόσμιων προτύπων.
Αυτή η ανίχνευση σηματοδοτεί την πρώτη ένδειξη ηλεκτρικής δραστηριότητας σε έναν βραχώδη πλανήτη πέρα από το Terra. Το Ela ενισχύει τα μοντέλα κατοικησιμότητας, προειδοποιώντας για τη διατήρηση δειγμάτων σε απομονωμένους σωλήνες, όπως αυτά που συλλέγονται από το Perseverance.