Když se kosmická sonda posílá na svou misi, má většinou seznam úkolů, které má splnit. Vědci vždy vytipují několik otázek, na které by rádi dostali odpovědi, ale moc dobře vědí, že mnoho misí během své služby přinese také informace, které nikdo nepředpokládal. Něco podobné se nyní děje u sondy MAVEN. Ta totiž dokázala v atmosféře Marsu detekovat elektricky nabité atomy (tedy ionty) kovů. Tento objev by zároveň mohl vysvětlit dříve nepochopitelnou aktivitu v ionosféře – elektricky nabité horní vrstvě atmosféry Marsu.

„Sonda MAVEN vůbec poprvé odhalila, že se v horních vrstvách atmosféry jiné planety než Země trvale nachází ionty kovů,“ vysvětluje Joseph Grebowsky z Goddardova střediska v Greenbeltu (stát Maryland) a dodává: „Jelikož ionty kovů mají delší životnost a proto, že se mohou díky elektrickým polím dostat i do vzdálených oblastí od místa vzniku, mohou posloužit k náhledu do pohybů v ionosféře. Je to podobné, jako když se díváte na spadané listí, abyste poznali, kterým směrem fouká vítr.“ Joseph Grebowsky svůj objev prezentoval 10. dubna ve specializovaném časopisu Geophysical Research Letters.

Sonda MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission) obíhá kolem Marsu prozkoumává složení horních vrstev jeho atmosféry. Jejím hlavním cílem bylo pomoci pochopit, jak tato planeta ztratila většinu své plynné obálky, což ji během miliard let změnilo z místa, které mohlo hostit život na vyprahlou studenou poušť. I s touto otázkou ale může lepší pochopení dějů v ionosféře pomoci.

Kov zřejmě pochází z malých meteoritů, které konstantně dopadají na povrch Marsu. Když taková drobná částice ve velké rychlosti zasáhne Mars, vypaří se při průletu atmosférou. Atomy kovu ve vypařené stopě jsou velmi rychle napadány okolním prostředím (především nabitými částicemi a molekulami) a přichází o elektrony. Z neutrálních atomů se tak stávají ionty.

Zatím jsme se bavili jen o kovech obecně, ale sonda MAVEN je dokázala určit konkrétně – šlo o železo, hořčík a sodík. Tyto prvky se v horních vrstvách atmosféry objevují pravidelně již více než dva roky. Nejde tedy o náhodná měření. Výsledky z přístroje Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer ukazují, že kovové ionty jsou v atmosféře Marsu přítomné permanentně. „Dokázali jsme ale detekovat i kovové ionty, které souvisely s průletem komety Siding Spring kolem Marsu v roce 2014, ale tehdy šlo jen o výjimečnou událost, která nám toho o dlouhodobé přítomnosti těchto iontů u Marsu mnoho neřekla,“ vysvětluje Grebowsky.

Meziplanetární hmota ve formě drobných prachových zrnek, které vděčíme za meteorické deště, je ve sluneční soustavě hojně zastoupena. Dá se proto očekávat, že všechny planety sluneční soustavy i jejich měsíce s atmosférou, v ní mohou mít zastoupené kovy – tak to alespoň předpokládá nová studie. Díky suborbitálním raketám, radarovým a satelitním měřením už víme, že kovové ionty najdeme ve vysokých vrstvách zemské atmosféry. Z minulosti jsme měli nepřímé důkazy kovových iontů i z jiných planet, nikdy to ale nebylo jisté.

Když sondy krouží kolem cizích planet a komunikují se Zemí, občas se stane, že signál mířící k Zemi prochází skrz atmosféru dané planety. V některých případech se stalo, že některé části signálu na Zemi nedorazily – jako kdyby je atmosféra planety zablokovala. Objevily se tedy teorie, které počítaly s rušením vinou elektronů v ionosféře, přičemž někteří vědci se přikláněli k tomu, že by za vším mohly být právě kovové ionty. Teprve až nyní, když máme k dispozici data ze sondy MAVEN, můžeme s jistotou říct, jak je to ve skutečnosti.

Dlouhodobá a hlavně přímá měření z této sondy je historicky první přesvědčivou detekcí kovových iontů v atmosféře jiné planety sluneční soustavy. Zajímavé ale je, že vědci zjistili, že se kovové ionty u Marsu chovají jinak, než ty u Země. Naše planeta je chráněná globálním magnetickým polem, které je generováno v jádře Země. Tohle neviditelné pole společně s ionosférou způsobuje, že se kovové ionty srovnávají do vrstev. Oproti tomu Mars má pouze lokální magnetické pole v určitých regionech jeho kůry. Vrstvy iontů se proto vyskytují pouze u těchto lokalit. „Všude jinde je rozložení kovových iontů naprosto odlišné od toho, co známe ze Země,“ doplnil Grebowsky.

Odborníci ale hodlají nabyté znalosti dále aplikovat. Například zatím není jisté, zda kovové ionty mohou nějakým způsobem ovlivňovat vznik a chování vysokoatmosférických oblaků. Stejně tak když se důkladně prozkoumá chování těchto iontů ve dvou naprosto odlišných prostředích atmosfér Země a Marsu, budeme schopní lépe předvídat důsledky interakce meziplanetárního prachu s jinými, zatím neprozkoumanými atmosférami ve sluneční soustavě. „Když prozkoumáváme kovové ionty v atmosféře jiné planety, máme možnost porovnávat se Zemí a díky tomu lépe pochopit chemické procesy v ionosféře i atmosféře celkově,“ vysvětluje Joseph Grebowsky.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
http://onlinelibrary.wiley.com/
http://www.sci-news.com/
https://phys.org/
http://lasp.colorado.edu/

Zdroje obrázků:
https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/news/hires/2017/nasasmavenre.png
https://science.gsfc.nasa.gov/sed/images/Photos/11822/Grebowsky_J.jpg
http://lasp.colorado.edu/home/maven/files/2014/11/Benna_4.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/geminid20091209-full.jpg
https://www.nasa.gov/images/content/135831main_earth_mars_mag.jpg