NASA on esimest korda kinnitanud, et Marsi atmosfääris toimuvad tõepoolest elektrilised väljalasked, mis meenutavad väga nõrka välgutamist. Selle avastuse tegi üksik marsikulgur Perseverance, mis tegutseb Punase planeedi pinnal. Nii saadi lõpuks otsene vastus pikale küsimusele: kas Marsil ikka „lööb välku“, isegi kui keegi seda ei kuule.
Elektrilised väljalasked Marssil
Teadlased leidsid Perseverance’i salvestistelt elektriliste väljalasete jälgi koguni 55 korral kahe Marssi aasta jooksul. Kõik need juhtumid langesid ajale, mil toimusid tugevad tolmused nähtused – kas laiaulatuslikud tormid või keerlevad tolmukurikad. See on oluline tõend, sest näitab, millistes Marssi atmosfääri tingimustes saab üldse elekter tekkida.
Kuidas välk tekib?
Välk tekib siis, kui atmosfääris liikuvad ja omavahel põrkuvad osakestest koosnevad pilved koguvad endasse elektrilaengu. Kui laengut kuhjub liiga palju, toimub äkiline elektriline väljalase. Maal seostatakse seda enamasti veeaurupilvedega, kuid niiskus ei ole tingimata vajalik – välke on täheldatud ka vulkaanilise tuha sammaste ja liivatormide sees.
Seetõttu on ammu kahtlustatud, et sarnane protsess toimub ka Marsil. Kuigi Marssi atmosfäär on väga hõre ja kuiv, võivad pinna lähedal tekkinud tolmupilved samuti elektrit koguda ja selle hiljem välja laadida.
Perseverance’i mikrofon kui „äikeseandur“
Kuna Marsil liiguvad juba mitmed kulgurid, avanes võimalus seda hüpoteesi ka otseste mõõtmistega kontrollida. Baptiste Chide’i (Toulouse’i ülikool) juhitud teadlaste rühm analüüsis umbes 28 tundi Perseverance’i instrumendi SuperCam mikrofonisalvestisi.
See mikrofon salvestab mitte üksnes heli, vaid ka elektromagnetilisi häireid, mistõttu on ta võimeline „nägema“ elektriliste väljalasete iseloomulikku signatuuri.
55 väljalaset ja seitse eriti selget signaali
Analüüsi käigus leiti 55 juhul märke, et toimus elektriline väljalase. Seitsmel korral oli signaal täielik ja eriti selge:
- esmalt registreeriti äkiline elektrooniline impulss, kui väljalase häiris mikrofoni juhtmeid;
- seejärel järgnes umbes 8 millisekundi pikkune signaali vaibumine;
- lõpuks kostis väga vaikne „plaksatus“ – justkui miniatuurne müristusekäik, mis tekib kiiresti kuumenevast ja paisuvast õhust väljalaske ümber.
Laborikatsed Maal kinnitasid tulemusi
Et veenduda, kas tegemist on tõepoolest välgutüüpi nähtusega, kasutasid teadlased Maal SuperCam süsteemi koopiat. Laboris loodi samalaadsed elektrilised väljalasked ning saadud signaal osutus peaaegu identselt sarnaseks Marsil salvestatuga. See kinnitas, et Perseverance’i andmed ei ole juhuslikud häired, vaid reaalsed Marsi elektriväljalasked.
Pelgalt tolmust ei piisa
Huvipakkuv on asjaolu, et ainult tolm ise ei taga väljalasete teket. Enamik juhtumeid toimus ajal, mil tuule kiirus kuulus tugevamate tuulte ülemisse kolmandikku kogu uuritud perioodist. Sageli olid need seotud tolmutormi eesrindega.
Lisaks registreeriti 16 väljalaset kahe eraldi kohtumise ajal tolmukurikatega (dust devils). See viitab, et tugev õhu ja tolmu liikumine on kriitiline tingimus elektrilaengu kogunemiseks Marssil.
Kui võimsad on Marssi „välgud“?
Heliandmete põhjal olid enamik väljalaskeid äärmiselt väikesed – nende energia jäi vahemikku 0,1 kuni 150 nanodžauli. Üks juhtum oli aga oluliselt tugevam, umbes 40 millidžauli, ning see oli ilmselt seotud sellega, et laeng kogunes kulgurile endale ja kandus sealt Marsi pinnasesse.
Võrdluseks: tavaline välgulöök Maal vabastab umbes miljardi džauli energiat. Seega on Marssi „välgud“ täiesti teise suurusjärgu nähtus – pigem mikro-väljalasked kui võrreldavad Maa äikesega.
Miks see avastus on oluline?
Perseverance’i kogutud andmed on tähtsad mitmel põhjusel:
- Tulevased robotid ja baasid: teadmised Marsi elektrilistest väljalasetest aitavad paremini projekteerida kosmosesõidukeid ja võimalikke tugibaase, et kaitsta neid elektriliste häirete ja laengute kuhjumise eest.
- Atmosfääri keemia modelleerimine: nüüd saab täpsemalt hinnata, kuidas sellised väljalasked võivad mõjutada Marsi atmosfääri keemilist koostist ja tekitada uusi ühendeid.
- Astrobioloogiline vaatenurk: Maal peetakse välku üheks võimalikuks teguriks, mis võis soodustada elu tekkeks varasel Maal. Kui ka Marsil esineb, olgugi väga nõrku, elektrilisi väljalaskeid, saavad astrobioloogid arvestada neid vana Marsi elukõlbulikkust käsitlevates mudelites.
Uus vaade Marssi tolmutormidele
Kokkuvõttes on selgunud, et Marssi tolmutormid ei too endaga kaasa mitte ainult liiva ja tuult, vaid ka elektrit. Perseverance võimaldas neid esimest korda otse kuulata ja salvestada, avades uue uurimissuunaga akna Punase planeedi atmosfääri ja seni varjatuks jäänud nähtuste maailma.
