Zajímavé úkazy v atmosféře Marsu

Sonda MAVEN, uzpůsobená k průzkumu vysokých vrstev atmosféry Marsu, se pohybuje na poměrně excentrické oběžné dráze, kdy se výška mění mezi 6 300 km v apoareu (nejvyšší bod dráhy nad povrchem Marsu) a 150 km v periareu (nejnižší bod dráhy nad Marsem). Příležitostně se periareum nakrátko ještě více přibližuje povrchu. Má proto ideální pozici k detekci různých, mnohdy nenápadných, jevů ve vrchní atmosféře. Jen krátce po tom, co jsme 17. března mohli sledovat poměrně výraznou polární záři i ze střední Evropy, oznámilo vedení mise MAVEN úspěšné pozorování polárních září nad severní polokoulí Marsu. Nešlo však o jev spojený s vysokou sluneční aktivitou posledních dnů. Pozorování družice provedla již v období 20. až 25. prosince loňského roku. Vědci si proto pozorovanou záři pojmenovali jako „Vánoční záři“. Družice ji pozorovala během všech pěti dnů pomocí ultrafialového zobrazovacího spektrografu UVIS.

MAVENNejedná se o první pozorování tohoto jevu. Podobnou záři pozorovala již evropská družice Mars Express v roce 2004. Přesto se však jedná o jev málo prozkoumaný, a do značné míry odlišný proti pozemským protějškům. Odlišnost vychází z rozdílné atmosféry, která má zásadní roli na vzhled polární záře svým složením a hustotou. Dále pak charakterem magnetosféry. Zatímco Země má poměrně hustou atmosféru s obsahem dusíku a kyslíku, Mars má podstatně řidší atmosféru z oxidu uhličitého. Navíc Mars, na rozdíl od Země, nemá aktivní magnetosféru, vytvořenou magnetickou indukcí jádra, ale pouze mnohem slabší remanentní (zbytkový) magnetizmus v některých oblastech na povrchu. Zemská magnetosféra při tom působí jako štít, který zamezuje pronikání nabitých částic slunečního větru do atmosféry. Výjimku tvoří dva „kaspy“ (trychtýřovité oblasti) nedaleko magnetických pólů planety, kde magnetické siločáry vstupují do atmosféry a kde jsou na Zemi polární záře pozorovány nejčastěji. Mars však o svou magnetosféru přišel již dávno, když se po vychladnutí jádra zastavilo vnitřní dynamo planety. Na Marsu zůstaly pouze oblasti se zbytkovým magnetizmem, vázaným v povrchových horninách. Pozorovaná polární záře však byla zaznamenána nad velkou částí severní polokoule, bez výraznějších vazeb na geologické útvary spojené se zbytkovým magnetizmem. To by naznačovalo, že za vznikem záře nestojí ani tak usměrnění nabitých částic ze Slunce ve slabém magnetickém poli, ale že ji způsobil nadprůměrně silný sluneční vítr. Tomu nasvědčuje i výška, ve které byla záře pozorována. Ta byla překvapivě malá, nejen v porovnání se Zemí, ale i v porovnání s dřívějšími zářemi pozorovanými na Marsu. To nasvědčuje, tomu, že jev způsobily částice s nadprůměrně vysokou energií, která jim umožnila proniknout až do hustších částí atmosféry.

A jak by takový jev vypadal pro případného pozorovatele na povrchu Marsu? Zřejmě by toho nebylo mnoho k vidění. Při pozorování byl použit ultrafialový spektrometr. Celý jev se totiž odehrává mimo barevné spektrum, viditelné lidským okem. Atmosféra Marsu obsahuje hlavně oxid uhličitý. Molekulární dusík a kyslík, dvě hlavní složky pozemského ovzduší, téměř chybí. Přitom právě ze složení atmosféry se odvíjí charakteristické barvy polárních září. Ty odpovídají excitačním energiím elektronů ve valenčních vrstvách elektronových obalů. Pro Marsovskou atmosféru vychází barva polární záře do blízké ultrafialové části spektra. Protože však není daleko od modro-fialového okraje citlivosti lidského oka, možná že při velmi intenzivních jevech by bylo možné pozorovat lehké zmodrání, či zfialovění oblohy.

Druhý zajímavý jev, zaznamenaný přístroji MAVENu, je prachový oblak ve vysokých vrstvách atmosféry Marsu. Ten byl objeven ve výškách od 150 do 190 km nad povrchem planety. V takové výšce nebyl žádný prach z povrchu předpokládán. Pokud by se prach dostával z povrchu do takových výšek, muselo by se jednat o takový mechanizmus dopravy, který dosud nebyl objeven a popsán. Druhá možnost je zachycení prachu z kosmického prostředí v okolí Marsu. Ani zde však zatím nebylo nalezeno spolehlivé vodítko. Snad dlouhodobé sledování vývoje tohoto oblaku prachu umožní přesněji určit jaký je jeho původ. Prozatím je zřejmé, že i když se oblak nachází ve výšce, kterou prolétají některé z vědeckých družic, včetně zmíněné MAVEN, nehrozí jim vzhledem k nízké hustotě oblaku žádné riziko poškození.