;
Наука 1 апреля 2022

Симулятор НАСА показал наличие метана и эволюцию воды на Марсе

Далее

Исследователи из Института астрофизики и космических наук Португалии объединили данные наблюдений за атмосферами планет Солнечной системы и модели, созданные симулятором планетарного спектра (Planetary Spectrum Generator), чтобы разобраться с поиском жизни за пределами Земли, вулканизмом на Венере и историей воды на Марсе.

Планетологи Института астрофизики и космических наук моделировали с использованием симулятора пространственного спектра (PSG) различные вероятностные сценарии, которые влияют на химический состав атмосферы планет. Результаты исследования помогли найти ответы, на некоторые ранее нерешенные вопросы.

Одним из таких вопросов было наличие или отсутствие метана на Марсе. Анализ снимков планетарного фурье-спектрометра, установленного на борту аппарата Mars Express, показал в 2019 году наличие скоплений метана над поверхностью красной планеты. Однако в том же году исследовательский аппарат «Марс TGO» определил концентрацию метана в атмосфере планеты как незначительную.

Это расхождение можно объяснить возможной пространственной и временной изменчивостью содержания метана в атмосфере, отмечают ученые. На Марсе могут быть различные источники метана: вулканы, метеориты, кометы и межпланетная пыль или биологические организмы. Кроме того, есть множество факторов, которые влияют на разрушение метана в атмосфере. Исследователи смогли подобрать условия, при которых один из исследовательских аппаратов фиксировал наличие этого газа в атмосфере, а другой — нет.

«Изменяя параметры нашего моделирования, мы смогли разрешить эти противоречия, узнать при каких условиях и где можно найти метан. Это важный шаг на пути к пониманию связи метана на Марсе с возможным существованием жизни», — объясняет Педро Мачадо, исследователь из Института астрофизики и космических наук и соавтор работы, опубликованной в журнале Atmosphere.

Другой вопрос, над которым работали ученые — судьба большей части воды на Марсе. Имеющиеся данные говорят о том, что когда-то на этой планете текла вода, а большую часть северного полушария занимал огромный океан. Сегодня планета представляет собой ледяную пустыню.

Планетологи с использованием PSG оценили соотношение водорода и дейтерия в атмосфере Марса. Исследователи полагают, что это поможет понять эволюцию воды на планете.

«Дейтерий — это тяжелый изотоп водорода, в нем на один нейтрон больше. Поэтому вода, состоящая из одного атома дейтерия и одного атома водорода, тяжелее «обычной», и ей труднее улететь в космос, — говорит Жоау Диас, руководитель исследования. — Сравнение соотношения дейтерия и водорода на глобальном и локальном уровне, которое можно смоделировать, дает нам ценную информацию об эволюции марсианской воды».

Геологические свидетельства наличия воды на Марсе в прошлом. Фото: НАСА

Исследователи также проанализировали содержание фосфина в атмосфере Венеры. Этот газ может самопроизвольно создаваться из фосфора и водорода в условиях высокого давления и температуры. Именно таким образом, как отмечают исследователи, он возникает на Юпитере. Однако на небольших планетах он, как правило, связан с активностью живых организмов. Именно поэтому обнаружение в 2020 году фосфина в облаках Венеры заставило ученых заговорить о наличии жизни на планете. 

«Дальнейшие исследования, проведенные в других условиях, показали, что фосфин может вообще не присутствовать или присутствовать в гораздо меньших количествах, чем было установлено изначально. Наше моделирование подтвердило эту теорию», — рассказывает Педро Мачадо.

Кроме того, как отмечают ученые, моделирование позволяет им оценить наличие в атмосфере Венеры диоксида серы, который связан с вулканической активностью на планете. Главное достижение работы, по словам авторов, в том, что она продемонстрировала эффективность использования PSG для моделирования атмосферы планет Солнечной системы и экзопланет.

«Наша работа имеет большое значение для планируемых космических миссий, таких как EnVision, Ariel и Mars Express. Моделирование показывает предполагаемые источники и содержание химических веществ в атмосфере. Эти данные позволят подобрать точные инструменты и датчики, которые будут использоваться на космических аппаратах», — добавляет Педро Мачадо.


Читать далее:

Ядерному синтезу больше не нужны миллионы градусов: как работает новый метод

Самолет A380 совершил первый перелет на растительном масле

Инженеры создали чип для сортировки сперматодозоидов. Это поможет с бесплодием