Марс – планета, постоянно окутанная тайнами, и одно из самых впечатляющих его явлений – это пылевые вихри, или, как их еще называют, «дьяволы пыли», которые постоянно проносятся по его поверхности, поднимая в воздух мельчайшие частицы грунта. Недавние неожиданные данные, полученные с помощью микрофона инструмента SuperCam на борту марсохода NASA Perseverance, открыли новую главу в понимании этих явлений. Ученые зафиксировали необычно сильные сигналы, исходящие не просто от вихрей, а из самого их центра, что привело к поразительному открытию.
Эти сигналы, проанализированные исследователями из Института исследований в астрофизике и планетологии (CNES/CNRS/Университет Тулузы) и лаборатории атмосфер и космических наблюдений (CNRS/Университет Сорбонны/Университет Версаля Сен-Кантен-ан-Ивелин), оказались электромагнитными и акустическими проявлениями электрических разрядов. Подобные разряды напоминают легкие статические удары, которые люди иногда ощущают на Земле, прикоснувшись к металлическому предмету в сухую погоду. Хотя ученые десятилетиями предполагали возможность таких явлений, это стало первым прямым наблюдением электрических разрядов в атмосфере Марса.
Но как же пыль генерирует электричество на Марсе? Все дело в микроскопических частицах пыли: когда их бесчисленное множество активно сталкивается и трется друг о друга внутри вихря, они накапливают электрические заряды. В конечном итоге эти заряды высвобождаются в виде коротких электрических дуг, длина которых всего несколько сантиметров. Эти крошечные всплески электричества также создают небольшие ударные волны, которые можно услышать, что и уловил чувствительный микрофон Perseverance.
На Земле частицы пыли также способны накапливать электрические заряды, особенно в пустынных регионах, но редко это приводит к видимым или измеримым разрядам. Марс же предлагает гораздо более благоприятную среду для таких явлений. Его атмосфера чрезвычайно разрежена и состоит преимущественно из углекислого газа, а это означает, что для возникновения искр требуется гораздо меньший электрический заряд, чем на нашей планете.
Это открытие имеет серьезные последствия для понимания химии марсианской атмосферы. Присутствие электрических разрядов указывает на то, что в атмосфере могут достигаться достаточно высокие уровни заряда, способные ускорять образование высокоокислительных соединений. Эти реакционноспособные вещества способны разрушать органические молекулы на поверхности планеты и изменять состав многих атмосферных химических элементов. Этот процесс, в частности, может помочь объяснить давнюю загадку Марса – быстрое исчезновение метана. Метан неоднократно обнаруживался на планете, но он исчезает гораздо быстрее, чем могут объяснить существующие модели. Химические реакции, вызванные электричеством, могут быть механизмом его ускоренного разрушения.
Электризация внутри пылевых бурь также может влиять на движение пыли по планете. Поскольку пыль играет ключевую роль в формировании марсианской погоды и климата, эти эффекты могут стать центральными для понимания атмосферного поведения, которое до сих пор остается малоизученным. Существуют также и практические соображения. Электрические разряды потенциально способны создавать помехи для чувствительной электроники на борту роботизированных космических аппаратов и могут представлять опасность для будущих пилотируемых миссий, если не будут должным образом учтены и управляемы.
Микрофон SuperCam на борту марсохода NASA Perseverance записал первые звуки с Марса еще в 2021 году, всего через день после посадки. С тех пор он ежедневно функционирует, собрав более 30 часов аудиозаписей с планеты, включая порывы ветра, звуки вращающихся лопастей вертолета Ingenuity, а теперь и звуки, связанные с электрическими разрядами. Эти новые выводы подчеркивают, насколько мощным инструментом могут быть звукозаписи для исследования других миров. Внимательно прислушиваясь, ученые раскрывают скрытые процессы, которые в противном случае остались бы невидимыми.
