2017.04.14. - Fémionok vannak a Mars felsőlégkörében is

A NASA MAVEN űrszondájának új mérései szerint fémionok találhatók a vörös bolygó felsőlégkörében is. Jelenlétük más megvilágításba helyezheti a marsi ionoszféra több szempontból rejtélyes viselkedését.

A kutatás vezetője, Joseph Grebowsky (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland) szerint a NASA Mars körül keringő MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission) űrszondája először detektálta nem közvetett módon fémionok folyamatos jelenlétét egy másik bolygó ionoszférájában. Mivel a fémionok hosszú ideig megmaradnak, és a természetes szelek, valamint az elektromos terek a keletkezési helyüktől messze sodorhatják azokat, jó használhatók az ionoszférán belüli mozgások követésére. A MAVEN fő feladata a Mars felsőlégkörének tanulmányozása azért, hogy jobban megérthessük, a bolygó hogyan veszítette el az atmoszférájának nagy részét, aminek következtében a néhány milliárd évvel ezelőtt talán életet is hordozó világ mára rideg sivataggá változott. A kutatók szerint a légkör "párolgása" legjobban az ionoszféra aktivitásának feltérképezésével érhető tetten.

A fémek a folyamatosan hulló apró törmelékdarabokkal (meteoroidok) kerülnek a vörös bolygóra. Ha egy nagy sebességgel haladó meteoroid belép a Mars légkörébe, a súrlódás miatt felizzik és elpárolog. A gőzben található fématomok a légköri ionok és ionizált molekulák hatására elektronjaik egy részét elveszítik, azaz maguk is ionokká válnak. Az elmúlt két év során a Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer műszerével a MAVEN vas-, magnézium- és nátriumionokat detektált a Mars felsőlégkörében, ezért a kutatók meg vannak győződve arról, hogy a fémionok jelenléte a marsi atmoszféra állandó tulajdonsága. Grebowsky szerint már a Siding Spring üstökös 2014-es szoros megközelítésekor is észlelték a fémionokat, az azonban egyedi esemény volt, így nem lehetett a hosszú távú jelenlétükre vonatkozó következtetéseket levonni belőle. Mivel a meteoráramok átszövik az egész Naprendszert, a kutatók szerint nagyon valószínű, hogy a jelentős légkörrel rendelkező bolygók és holdak mindegyikének atmoszférájában találhatók fémionok.

Fantáziarajz a Mars körül keringő MAVEN űrszondáról.
[NASA Goddard Space Flight Center]

Rakétás, radar- és műholdas mérésekkel a Föld felsőlégkörében is kimutatták már fémek jelenlétét, közvetett módon pedig már más bolygók atmoszférájában is. A Naprendszer más égitestjei körül keringő űrszondák Földre küldött rádiójelei néha áthaladnak az adott égitest légkörén, miközben a jel egy része elvész. Ezt az égitest ionoszférájában található elektronokon történő szóródással magyarázzák, amelyek egy része fématomok ionizációjakor szabadulhatott fel. A MAVEN több éven keresztül tartó mérése az első közvetlen bizonyíték arra, hogy ezek az ionok más bolygók légkörében is megtalálhatók, és azok állandó összetevői.

A kutatócsoport úgy találta, hogy a fémionok másként viselkednek a Mars légkörében, mint a földi ionoszférában. Bolygónkat a belsejében generálódó globális mágneses tér övezi, és ez a mágneses tér az ionoszféra szeleivel együtt a fémionokat rétegekbe rendezi. A Marsnak azonban nincs ilyen globális mágneses tere, az csak lokálisan, a kéreg bizonyos területein maradt meg, így a rétegződés csak ezen régiók közelében figyelhető meg, máshol a fémionok eloszlása Grebowsky szerint teljesen eltér attól, mint amit a Földön figyelhetünk meg.

Az új eredménynek más alkalmazásai is lehetnek. Segíthet például annak jobb megértésében, hogy a fémionok befolyásolhatják-e a nagy magasságú felhők keletkezését és viselkedését, de a teljesen eltérő földi és marsi környezetben is tanulmányozva a meteoritikus eredetű fémionokat, jobb előrejelzéseket adhatunk a bolygóközi por és a légkör kölcsönhatására a Naprendszer más égitestjeinek esetében is.

Az eredményeket részletező szakcikk a Geophysical Research Letters c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2017.04.10.