Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

NASAs Maven observerer Mars nattehimmel pulsere i ultraviolet lys

Den ultraviolette "natglød" i Mars atmosfære. Grønne og hvide falske farver repræsenterer intensiteten af ​​ultraviolet lys, hvor hvid er den lyseste. Natgløden blev målt i omkring 70 kilometers højde af Imaging UltraViolet Spectrograph-instrumentet på NASAs MAVEN-rumfartøj. En simuleret visning af Mars-kloden tilføjes digitalt til kontekst. Billedet viser en intens oplysning i Mars' natlige atmosfære. Lysningerne forekommer regelmæssigt efter solnedgang på marsaftener i efterårs- og vintersæsonen, og falme ved midnat. Lysningen er forårsaget af øget nedadgående vind, som forstærker den kemiske reaktion, hvilket skaber nitrogenoxid, som forårsager gløden. Kredit:NASA/MAVEN/Goddard Space Flight Center/CU/LASP

Store områder af Mars nattehimmel pulserer i ultraviolet lys, ifølge billeder fra NASAs MAVEN-rumfartøj. Resultaterne bliver brugt til at belyse komplekse cirkulationsmønstre i Mars atmosfære.

MAVEN-teamet var overrasket over at opdage, at atmosfæren pulserede nøjagtigt tre gange pr. nat, og kun under Mars' forår og efterår. De nye data afslørede også uventede bølger og spiraler over vinterpolerne, samtidig med at det bekræftede Mars Express-rumfartøjets resultater, at denne natskær var klarest over vinterens polarområder.

"MAVENs billeder giver vores første globale indsigt i atmosfæriske bevægelser i Mars' midterste atmosfære, et kritisk område, hvor luftstrømme fører gasser mellem de laveste og højeste lag, " sagde Nick Schneider fra University of Colorado's Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP), Kampesten, Colorado. Lysningerne opstår, hvor lodrette vinde fører gasser ned til områder med højere tæthed, fremskynde de kemiske reaktioner, der skaber nitrogenoxid og driver den ultraviolette glød. Schneider er instrumentleder for MAVEN Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS) instrumentet, der lavede disse observationer, og hovedforfatter til et papir om denne forskning, der vises den 6. august i Journal of Geophysical Research, Rumfysik . Ultraviolet lys er usynligt for det menneskelige øje, men kan spores af specialiserede instrumenter.

Diagrammet forklarer årsagen til Mars' glødende natteatmosfære. På Mars' dag, molekyler rives fra hinanden af ​​energiske solfotoner. Globale cirkulationsmønstre fører atomfragmenterne til natsiden, hvor nedadgående vinde øger reaktionshastigheden for atomerne til at reformere molekyler. De nedadgående vinde forekommer nær polerne på nogle årstider og i de ækvatoriale områder på andre. De nye molekyler rummer ekstra energi, som de udsender som ultraviolet lys. Kredit:NASA/MAVEN/Goddard Space Flight Center/CU/LASP

"Det ultraviolette skær kommer for det meste fra en højde på omkring 70 kilometer (ca. 40 miles), med det lyseste sted omkring tusinde kilometer (ca. 600 miles) på tværs, og er lige så lysende i ultraviolet som Jordens nordlys, " sagde Zac Milby, også af LASP. "Desværre, sammensætningen af ​​Mars' atmosfære betyder, at disse lyse pletter ikke udsender lys ved synlige bølgelængder, som ville tillade dem at blive set af fremtidige Mars-astronauter. Ærgerligt:​​de lyse pletter ville blive intensiveret over hovedet hver nat efter solnedgang, og driver hen over himlen med 300 kilometer i timen (ca. 180 miles i timen)."

Pulsationerne afslører vigtigheden af ​​planetomsluttende bølger i Mars-atmosfæren. Antallet af bølger og deres hastighed indikerer, at Mars' mellematmosfære er påvirket af det daglige mønster af solopvarmning og forstyrrelser fra topografien af ​​Mars' enorme vulkanske bjerge. Disse pulserende pletter er det klareste bevis på, at mellematmosfærens bølger matcher dem, der vides at dominere lagene over og under.

"MAVENs vigtigste opdagelser af atmosfæretab og klimaændringer viser vigtigheden af ​​disse enorme cirkulationsmønstre, der transporterer atmosfæriske gasser rundt om kloden og fra overfladen til kanten af ​​rummet." sagde Sonal Jain, også af LASP.

Mars natteatmosfære gløder og pulserer i denne dataanimation fra MAVEN-rumfartøjsobservationer. Grøn-til-hvid falsk farve viser de forbedrede lysstyrker på Mars' ultraviolette "nightglow" målt af MAVENs Imaging UltraViolet Spectrograph i omkring 70 kilometers højde. En simuleret visning af Mars-kloden er tilføjet digitalt for kontekst, med iskapper synlige ved polerne. Tre nightglow oplysninger forekommer over en Mars-rotation, den første meget lysere end de to andre. Alle tre lysere opstår kort efter solnedgang, vises til venstre for denne visning af planetens natside. Pulsationerne er forårsaget af nedadgående vinde, som forstærker den kemiske reaktion, der skaber nitrogenoxid, som forårsager gløden. Måneders data blev taget i gennemsnit for at identificere disse mønstre, angiver, at de gentages hver nat. Kredit:NASA/MAVEN/Goddard Space Flight Center/CU/LASP

Næste, holdet planlægger at se på nattelys "sidelæns", i stedet for nedefra, ved hjælp af data taget af IUVS, der ser lige over kanten af ​​planeten. Dette nye perspektiv vil blive brugt til at forstå de vertikale vinde og sæsonbestemte ændringer endnu mere præcist.

Mars-natgløden blev første gang observeret af SPICAM-instrumentet på Den Europæiske Rumorganisations Mars Express-rumfartøj. Imidlertid, IUVS er et næste generations instrument, der er bedre i stand til gentagne gange at kortlægge nattens glød, finde mønstre og periodisk adfærd. Mange planeter inklusive Jorden har natlys, men MAVEN er den første mission, der samler så mange billeder af en anden planets nattelys.


Varme artikler