Poprvé byla zjištěna elektrická aktivita v atmosféře Marsu.

Marsovský rover Perseverance zaznamenává akustické signály, které naznačují elektrické výboje během prachových bouří. Elektrické výboje (například blesky) jsou běžným jevem na Zemi a byly také zaznamenány na velkých plynných obrech sluneční soustavy (Jupiteru a Saturnu). Vědci již dlouho předpokládali, že podobné jevy by se měly vyskytovat i na Marsu, v tomto případě způsobené třením mezi malými částicemi, které jsou přenášeny marťanskými větry a někdy vytvářejí prachové víry. Existenci těchto elektrických výbojů se však nepodařilo potvrdit.

Poprvé se mezinárodní skupině vědců, zahrnující vědce z Baskické univerzity a Národního institutu leteckých a kosmických technologií (INTA), podařilo zaznamenat zvuk vydávaný těmito výboji během marťanských prachových bouří. To bylo možné díky jednomu z mikrofonů instalovaných na marsochodu Perseverance (NASA), nejmodernějším marsochodu, jaký byl kdy vyslán na Rudou planetu. V exkluzivním rozhovoru pro deník La Vanguardia Agustín Sánchez-Lavega, jeden z autorů nové studie a zaměstnanec katedry aplikované fyziky Inženýrské školy v Bilbau (Baskičtina univerzita), považuje tento objev za důležitý pro lepší pochopení elektrochemických procesů probíhajících v nižších vrstvách atmosféry Marsu a zdůrazňuje, že analýza těchto elektrických jevů bude mít zásadní význam pro budoucí mise na Rudou planetu.

Za prvé, zatížení

Na Zemi je dobře známo, že prachové víry způsobené silnými poryvy větru nabíjejí prachové částice elektřinou díky tření mezi nimi. Tento jev je zvláště patrný během některých sopečných erupcí, kdy mohou v rozsáhlých stoupajících sloupcích popela vznikat blesky. Světlo v hustém oblaku sopečného popela naznačuje přítomnost elektrických výbojů, což je na naší planetě relativně běžný jev.

Dalo by se očekávat, že podobný mechanismus třecího nabíjení mezi částicemi bude fungovat i na Marsu. Ačkoli je atmosféra Marsu přibližně 100krát řidší než atmosféra Země, na této planetě vanou větry, které jsou schopné přemísťovat povrchový materiál a vytvářet duny a, v závislosti na ročním období, silné prachové bouře, které mohou pokrývat rozsáhlé oblasti po dobu několika týdnů. Navíc tyto větry mohou způsobovat pohyb písku a vytvářet malé tornáda.

Marsovský prach má ve skutečnosti tendenci ulpívat na kosmických lodích vysílaných na planetu, což v některých případech vedlo k vážným problémům a dokonce ke ztrátě sondy. Předpokládá se, že tak silné ulpívání částic přenášených marťanským větrem může souviset se statickou elektřinou generovanou právě přítomností náboje v prachových částicích.

A tady – jiskra

Elektrizace prachu v důsledku tření je však pouze jedním ze dvou faktorů nezbytných pro vznik jiskry. Druhým faktorem je dostatečně velké množství generovaného náboje. Na naší planetě není tato druhá podmínka splněna, protože vlastnosti zemské atmosféry jsou takové, že pro vznik jiskry ve vířivém prachu je zapotřebí mnohem intenzivnější akumulace náboje, než jaká se vytváří. Na Marsu jsou však podmínky méně přísné a teoreticky by výboje tohoto typu měly být možné, jak ukazují některé modely provedené v našich laboratořích. Navzdory podezření se však dosud nepodařilo najít přímé důkazy o existenci tohoto jevu na Rudé planetě.

Vytrvalost

V únoru 2021 přistál marsovský rover Perseverance v kráteru Jezero na Marsu s hlavním cílem – najít důkazy o existenci života v minulosti (když na povrchu Rudé planety byla tekutá voda, asi před 3,8 nebo 3,5 miliardami let). Tento výzkumník je vybaven několika přístroji pro analýzu a pozorování.

Marsovský rover je zejména vybaven mikrofonem integrovaným do zařízení SuperCam, které je schopné zaznamenávat zvuky vznikající na povrchu Marsu. Právě analýzou signálů, které toto zařízení zaznamenávalo po dobu téměř čtyř let, se vědcům odpovědným za nový výzkum podařilo identifikovat 55 akustických signálů odpovídajících signálům vytvářeným elektrickými výboji.

Záznamy pořízené Perseverance pro tyto události ukazují identický obraz. Nejprve je pozorován intenzivní a velmi krátký vrchol (řádově desítky mikrosekund), po kterém následuje období útlumu trvající několik milisekund. Tyto dvě fáze jsou interpretovány jako rušení způsobené magnetickým polem jiskry v zařízení.

Zvuková vlna, ale bez světla.

Nakonec signály ukazují třetí fázi, která se skládá z několika špiček odpovídajících šíření akustických vln (tj. zvuku elektrického výboje). Je důležité poznamenat, že provedená analýza nám umožnila odlišit tyto šumy od jiných, generovaných samotným robotem, větrem nebo atmosférickou turbulencí, čímž jsme vyloučili potenciální zdroje záření, které by mohly ovlivnit výsledky.

V tomto smyslu považuje Sánchez-Lavega tento objev za skutečný, protože „model elektrického výboje velmi dobře vysvětluje pozorované jevy a navíc se vyskytuje během intenzivních prachových jevů (vírů a bouří), jak bylo očekáváno“. Na druhou stranu se výzkumník domnívá, že marťanské elektrické výboje by nebyly dostatečně silné, aby způsobily záření, protože ionizace marťanského vzduchu, která je nezbytná pro vznik záblesku, by vyžadovala elektrická pole 25–100krát intenzivnější, než jsou pozorovaná.

Důsledky

Vzhledem k tomu, že kráter Jezero není zdaleka marťanskou oblastí, kde bylo zaznamenáno nejvíce prachových bouří nebo prachových vírů, vědci předpokládají, že celkové množství elektrické energie uvolněné třením musí být v jiných oblastech planety podstatně větší. V roce 1971 bylo spojení se sovětskou kosmickou lodí Mars 3 ztraceno pouhých 110 sekund po přistání na Marsu, což mohlo být způsobeno výboji vyvolanými prachovou bouří.

V této souvislosti považuje Sánchez-Lavega za velmi důležité studovat četnost výskytu prachových vírů a prachových bouří na Marsu v závislosti na ročním období a konkrétní poloze, protože s nimi související elektrické výboje mohou mít vliv na vybavení kosmických lodí. Dodává, že „tyto výboje budou dalším faktorem, který bude třeba zohlednit při budoucím výzkumu planety“.