Pirmą kartą Marse aptiktas žaibą primenančio elektrinio išlydžio radijo „švilpesys“.
Skriedamas aplink Raudonąją planetą, „NASA“ zondas „MAVEN“ 2015 metų birželio 21 dieną užfiksavo neįprastą elektromagnetinį signalą. Dabar tyrėjai parodė, kad šis signalas atitinka vadinamąjį „whistler“ tipą – išsklaidytą radijo bangą, susidarančią tada, kai žaibo sukeltos emisijos sklinda per planetos jonosferą.
Šis atradimas leidžia manyti, kad Marso atmosferoje iš tiesų vyksta elektriniai išlydžiai, o jų radijo bangų sklidimą plazmoje lemia tie patys fizikos dėsniai, kurie formuoja ir Žemėje fiksuojamus žaibų signalus.
Žemė ir Marsas daug kuo panašūs, tačiau skirtumų tarp jų taip pat pakanka, kad mokslininkai negalėtų būti tikri, ar abiejose planetose apskritai vyksta tie patys reiškiniai, jau nekalbant apie tai, ar juos sukelia tie patys mechanizmai.
Pavyzdžiui, žaibai. Manoma, kad šie galingi elektros išlydžiai susiformuoja tada, kai atmosferoje vyraujančios audringos sąlygos judina daleles, jos trinasi tarpusavyje ir taip sukaupia elektrinį krūvį. Galiausiai krūvio prisikaupia tiek daug, kad jis turi išsikrauti.
Taip pat skaitykite:
Žemėje žaibai dažniausiai siejami su vandens garų debesimis, tačiau Marso atmosferoje vandens yra labai mažai.
Vis dėlto drėgmė nėra būtina sąlyga. Pavyzdžiui, Žemėje elektriniai išlydžiai kyla ir milžiniškuose vulkaninių pelenų stulpuose, kuriuos į atmosferą išmeta ugnikalniai.
Dar praėjusiais metais mokslininkai paskelbė pagaliau aptikę elektrinius išlydžius Marse. Tikėtina, kad juos sukelia smėlio dalelių trintis siautėjant stiprioms Raudonosios planetos dulkių audroms.
„Whistler“ yra specifinis žaibo skleidžiamo signalo tipas. Kai trenkia žaibas, jis išspinduliuoja elektromagnetinę spinduliuotę – nuo labai žemo dažnio radijo bangų iki rentgeno spindulių. Žemiausio dažnio radijo bangos gali kilti aukštyn per planetos jonosferą ir sklisti kaip plazmos bangos palei magnetinio lauko linijas.
Kadangi aukštesnio dažnio bangos sklinda greičiau nei žemesnio dažnio, signalas laike išsitempia. Pavertus tokius plazmos bangų duomenis garsu, pasigirsta žemėjantis tonas, primenantis tolimą banginio šauksmą.
Taip pat skaitykite:
Marse nėra globalaus magnetinio lauko, todėl iš pirmo žvilgsnio atrodytų mažai tikėtina, kad tokie signalai ten galėtų sklisti.
Tačiau planeta turi lokalizuotas magnetinio lauko sritis, išlikusias dėl įmagnetintų mineralų jos plutoje. Tai tarsi suakmenėjęs kadaise egzistavusio magnetinio lauko pėdsakas.
Dar prieš kelis dešimtmečius atlikti tyrimai rodė, kad būtent tokie plutos magnetiniai laukai galėtų sudaryti sąlygas „whistler“ signalams sklisti.
„MAVEN“ Marsą stebi nuo 2014 metų. Tarp jo prietaisų yra ir plazmos bangų detektorius, galintis registruoti reikiamo dažnio signalus.
Čekijos Karolio universiteto atmosferos fiziko Františeko Němeco vadovaujama mokslininkų komanda kruopščiai išanalizavo 108 418 plazmos bangų įrašų, ieškodama požymių, būdingų „whistler“ signalui.
Ir jiems pavyko rasti vieną tokį atvejį. Dar įspūdingiau tai, kad jis beveik idealiai atitiko prieš dešimtmečius suformuluotas teorines prognozes.
Vienintelis toks įvykis buvo užfiksuotas virš plutos magnetinio lauko srities, 349 kilometrų aukštyje, Marso naktinėje pusėje. Ši detalė yra ypač svarbi, nes Saulės apšviestoje pusėje Marso jonosfera susispaudžia ir slopina plazmos bangų sklidimą.
Šis reiškinys buvo labai panašus į Žemėje fiksuojamus „whistler“ signalus. Jis truko apie 0,4 sekundės, laikui bėgant dažnis mažėjo, o pats signalas buvo maždaug dešimt kartų stipresnis už foninį triukšmą.
Kai mokslininkai sumodeliavo Marso magnetinį lauką ir plazmos tankį toje srityje bei įvertino, kiek laiko toks signalas galėtų sklisti nuo planetos paviršiaus, gautas rezultatas beveik tobulai sutapo su stebėjimais.
Be to, panašu, kad tai nebuvo silpnas žaibas. Nors išmatuotas signalas atrodė gana menkas, palyginti su Žemėje fiksuojamais „whistler“ signalais, įvertinus signalo susilpnėjimą kelionės metu paaiškėjo, kad pačiame šaltinyje jo energija galėjo prilygti stipriam žaibo išlydžiui pagal Žemės standartus.
Rezultatas taip pat paaiškina, kodėl daugiau tokių signalų iki šiol neaptikta. Be to, kad Marso stebėjimui skirta gerokai mažiau orbitinių instrumentų nei Žemės aplinkai, būtina itin tiksli sąlygų kombinacija: beveik vertikalus magnetinis laukas, naktinė planetos pusė ir pakankamai silpna jonosfera, kad plazmos bangos galėtų sklisti.
Mažiau nei 1 procentas visų bangų įrašų buvo padaryti regionuose, kuriuose magnetinio lauko geometrija buvo tinkama. Vadinasi, reikia galingo elektrinio išlydžio, įvykstančio konkrečioje vietoje ir konkrečiu metu, o tuo pat metu pro šalį dar turi skristi erdvėlaivis su tinkamais prietaisais.
Tai leidžia manyti, kad žaibai Marse gali būti dažnesni, nei dabar įsivaizduojame. O tai savaime jau yra labai intriguojanti žinia, turinti dar įdomesnių pasekmių.
Kai kurie gyvybės kilmę nagrinėjantys laboratoriniai eksperimentai parodė, kad elektriniai išlydžiai gali paskatinti svarbių organinių molekulių susidarymą. Tokie į žaibą panašūs procesai galėjo prisidėti prie prebiotinės chemijos pradžios ankstyvojoje Žemėje.
Jei panašūs išlydžiai vyksta ir Marse, tai tampa dar vienu veiksniu, į kurį astrobiologai gali atsižvelgti vertindami, ar Raudonojoje planetoje kada nors buvo sąlygų, tinkamų gyvybei atsirasti.
