Záhadná pluma v atmosféře Marsu, aneb i amatérský astronom může přispět k velkému objevu

Mars nám přichystal další překvapení, které nyní zaměstnává vědce věnující se výzkumu atmosféry. V roce 2012 se amatérským astronomům povedlo na jižní polokouli pozorovat záhadné plumy vystupující v atmosféře vysoko nad povrch planety. Plumy se povedlo v čase pozorovat dvakrát (v březnu a dubnu) a to nezávisle na sobě po několik dní. Skupině astronomů ze Španělska, Holandska, Francie, Velké Británie a USA se tak podařilo zdokumentovat nový fenomén, o kterém jsme doposud neměli ponětí. Své výsledky publikovali v prestižním časopise Nature.

Samotné plumy vypadají jako hřibovitá tělesa, která stoupají od povrchu skrz atmosféru. Plumy byly sice pozorovány v atmosféře Marsu již dříve, ale pokaždé ve výškách do 100 km. Nicméně právě publikovaná pozorování ukazují, že plumy byly schopny vystoupat až do výšky 250 km. Tedy mnohem výše, než kdokoliv předpokládal. Mars má sice atmosféru, ve které mohou plumy vznikat, ta je ale velice řídká. Při povrchu dosahuje pouze 1 % hustoty pozemské a s výškou dramaticky klesá. Jak je tedy možné, že okolní prostředí umožňuje vznik a stabilitu pozorovaných plum v takových výškách?

Animace zachycuje planetu Mars se šipkou vyznačující pozorovanou plumu. Složeno několik snímků dohromady, aby byl vidět vývoj plumy v čase. Sever je na obrázku dole. Autor snímku W. Jaeschke, všechna práva vyhrazena.

Dvojice plum byla pozorována amatérským astronomem Waynem Jaeschkem za použití dalekohledu s 35 centimetrovým zrcadlem (nicméně pro úplnost dodejme, že úkaz pozorovalo nejméně 17 dalších amatérských astronomů). Úkaz se objevil na jižní polokouli Marsu v oblasti Terra Cimmeria. K jeho vzniku stačilo pouhých 10 hodin, během kterých se plumy rozprostřely nad oblast o velikosti 1000 × 500 km. Pozorovatelné byly po dobu 10 dní, ve kterých docházelo ke změně jejich tvaru a vzhledu. Útvary vznikly na místě slunečního terminátoru, kdy na Marsu vycházelo Slunce a pozorovány byly jen přes den. Večer se na stejném místě nevyskytovaly, ráno opět ano. Naneštěstí se k amatérskému pozorování nepřidaly přístroje na palubě sond kroužících kolem Marsu, aby nám odhalily další podrobnosti. To bylo dáno nevhodným nasvícením jevu z pohledu kroužících sond a možnostmi palubních kamer určených pro jiný druh snímání. Nicméně vědce napadlo hledat podobné útvary v archivech předchozích pozorování a tak začali procházet snímky z Hubbleova vesmírného dalekohledu pořízené mezi lety 1995 a 1999 a databází amatérských astronomů z let 2001 až 2014. A v jednom případě se na ně usmálo štěstí! Na snímku z Hubbleova vesmírného dalekohledu ze 17. května 1997 vědci spatřili další vysokou plumu. A ta se značně podobala tomu, co viděli amatérští astronomové. Zdá se, že vznik plum je tedy častý jev atmosféry Marsu. Bohužel ale nalezený snímek nelze použít pro určení výšky plumy nad povrchem.

Oblast Terra Cimmeria je známa tím, že se v ní vyskytují pásy zmagnetizovaných hornin. Ty byly objeveny americkou sondou Mars Global Surveyor za pomoci palubního magnetometru v průběhu brzdění v atmosféře. A je to právě místo nad těmito pásy, kde se podařilo evropské sondě Mars Express pozorovat i marsovskou polární záři, vznikající jako výsledek interakce slabého magnetického pole Marsu s dopadajícími částicemi emitovanými Sluncem. Nabízelo se tak vysvětlení, jestli pozorované plumy nejsou zvláštní projev marsovské polární záře. To ale vědci vylučují na základě několika argumentů. Jedním z nich je ten, že kdyby plumy byly polární záře, musely by na fotografiích být tisíckrát jasnější než mnohem silnější a výraznější polární záře na Zemi. A to marsovská polární záře být nemůže, Mars totiž nemá natolik silné magnetické pole. Po pravdě, má jen zbytkovou magnetizaci z raných dob, kdy měl (pravděpodobně) ještě silné magnetické pole. Ani výška, kde byly plumy pozorovány, nesouhlasí. Polární záře na Marsu byla pozorována ve výšce okolo 130 km, kdežto plumy byly spatřeny ve výšce přibližně dvakrát vyšší. V oblastech, kde je hustota atmosféry tak nízká, že se nezdá možné, aby zde vůbec docházelo k ionizaci plynu. Můžeme k tomu připočíst i dobu, po kterou pozorovaný jev trval, 11 a 10 dní a vysvětlení, že se jednalo o polární záři, můžeme zcela opustit. Na Zemi trvá polární záře většinou jen pár hodin, nikoliv deset dní. A těch pár hodin je možných jen díky tomu, že magnetické pole Země je dostatečně silné k tomu, aby na krátký čas zachytilo nabité částice. Nicméně opět, na Marsu nic takového možné není a polární záře je jen krátkodobý jev.

Série fotografií zachycující detail plumy v čase. Autor snímu: W. Jaeschke a D. Parker, všechna práva vyhrazena.

Z toho důvodu začali astronomové pracovat s vysvětlením, že by se mohlo jednat o krystalky ledu či o prach vynesený vysoko do atmosféry. Jenže se zde opět dostáváme tak trochu do úzkých. Při globálních prachových bouřích se z povrchu zvednutý prach dostává do výšky „pouhých“ 60 kilometrů. Z toho důvodu se vědci nejvíce přiklánějí k závěru, že by se mohlo jednat o krystalky ledu, ať už vodního či suchého tvořeného krystalky oxidu uhličitého. Bez ohledu na druh ledu by byl výsledkem krystalky s vysokou odrazivostí, která by vysvětlovala vysokou zářivost pozorovaných plum. Drobné krystalky vodního ledu by se také daly poměrně snadno vynést do velkých výšek… Ale opět pro úplnost uveďme, že mraky na Marsu byly do současnosti pozorovány jen ve výškách pod 100 kilometrů, nikdy takto vysoko… Ať je to tedy jakkoliv, představená pozorování změní naše představy o atmosféře Marsu a o procesech, které se v ní odehrávají. A pokud se tedy ukáže, že za vznik plum skutečně může prach či krystalky ledu, bude to znamenat výzvu pro standardní model cirkulace marsovské atmosféry, který podobnou „odchylku“ zatím neumožňuje. Rozhodně bude nutná jeho korekce.

Jasné vysvětlení tak plumy zatím nemají, zatím se povedlo pouze prokázat jejich existenci. Bude potřeba více pozorování, abychom odhalili jejich tajemství. Nicméně s tím, jak se nyní o jejich existenci začalo mluvit, dá se předpokládat, že se ještě více amatérských i profesionálních astronomů bude snažit o jejich pozorování. Tím poroste množství dostupných fotografií a i množství případných dat na další analýzu. Můžeme také doufat, že se třeba americké sondě MAVEN či indické sondě Mars Orbiter Mission podaří jednu plumu zachytit. V takovém případě bychom pak měli data z první ruky.

Napsat komentář