Изучая яркое ультрафиолетовое свечение, окутывающее марсианское ночное небо, орбитальный зонд MAVEN выявил, что его проявления зависят от времени года.
Хотя атмосфера Марса и отличается низкой плотностью, детальное изучение показывает, что она характеризуется весьма сложным поведением. В ней формируются масштабные пылевые бури и небольшие вихри, состав ее меняется в зависимости от сезона, а по ночам на высоте возникает ультрафиолетовое свечение. Это излучение регистрируется и на Земле, и на Венере, и большой загадки оно не представляет — или не представляло до сих пор.
Процесс запускается взаимодействием азота и кислорода в атмосфере. На освещенной стороне планеты ультрафиолетовое излучение Солнца приводит к распаду молекулярного азота и углекислого газа, в результате чего образуются свободные атомы углерода, кислорода и азота. Высотные потоки воздуха транспортируют их к ночной стороне, где «воздух» охлаждается и опускается вниз. В этих условиях атомы азота и кислорода вступают в реакцию, формируя оксид азота NO.
Однако данные, полученные американским зондом MAVEN, продолжающим работу на орбите Марса с 2014 года, внесли элемент таинственности в ночное ультрафиолетовое свечение. На протяжении нескольких лет аппарат проводил спектрометрические измерения атмосферы Красной планеты пять раз в день, что дало возможность отследить изменения в распределении ночного свечения. Результаты этого исследования представлены в статье, опубликованной в Журнал «Геофизические исследования — Космическая физика .
Анализ показал, что атмосфера Марса подвергается колебаниям интенсивности ультрафиолетового излучения несколько раз за ночь. В основном, весной и осенью это свечение активизируется в районах, близких к экватору, и усиливается вблизи дат равноденствия. В остальные периоды года свечение сдвигается к полюсам и достигает максимальной яркости вблизи зимнего и летнего солнцестояний.
Внешний вид и динамика этих «пятен» излучения определяются перемещениями марсианской атмосферы на средних высотах. Эти перемещения, в свою очередь, обусловлены суточными колебаниями температуры, вызванными нагреванием в течение дня и остыванием ночью, а также характеристиками поверхности, находящейся ниже. «Сияние возникает на высоте около 70 километров, с ярким центральным пятном около 1000 километров в поперечнике», — объясняет один из авторов работы, Захария Милби (Zachariah Milby) из Университета Колорадо в Боулдере.
«По словам профессора Милби, это явление столь же интенсивное, как ультрафиолетовое свечение полярных сияний на Земле. Однако, из-за иной структуры атмосферы Марса, видимые глазу лучи не возникают, поэтому будущие астронавты не смогут наблюдать это сияние. Что весьма прискорбно: яркие пятна могли бы каждый вечер после заката появляться над ними и перемещаться по небу на скорости 300 км/ч».