Sonda MAVEN odhalila, jak atmosféra Marsu uniká do vesmíru

Sluneční vítr a jeho záření jsou zodpovědné za „svlékání“ atmosféry planety Mars, což vedlo k přetvoření Marsu z planety, která mohla podporovat podmínky vhodné pro život v době před několika miliardami roků na planetu představující mrazivou pustinu. Vyplývá to z nových výsledků pozorování sondy NASA s názvem MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) a publikovaných pracovníky University of Colorado, Boulder.

„Zjistili jsme, že většina plynů vůbec kdy přítomných v atmosféře Marsu unikla do kosmického prostoru,“ říká Bruce Jakosky, hlavní vědecký pracovník sondy MAVEN a profesor na Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP). „Vědecký tým dospěl k tomuto určení na základě nejnovějších výsledků měření, ze kterých vyplývá, že přibližně 65 % argonu, který obsahovala atmosféra Marsu, uniklo do kosmického prostoru.“

Bruce Jakosky je hlavním autorem článku o tomto výzkumu, který byl publikován v časopise Science. Spoluautorem studie je Marek Slipski, postgraduální student na LASP.

Členové týmu MAVEN již dříve zveřejnili závěry měření ukazující, že atmosférický plyn unikl do kosmického prostoru a popsali procesy, na základě kterých atmosféra planety odvanula pryč. Současné analýzy využívající měření dnešní atmosféry podávají první odhady toho, jak velké množství plynů bylo ztraceno v uplynulém období.

Kapalná voda nezbytná pro život není v současné době přítomná na povrchu Marsu, protože atmosféra planety je příliš studená a řídká pro podporu jejího výskytu. Avšak důkazy, jako například charakteristické rysy připomínající vyschlá koryta řek a výskyt minerálů, které mohly vzniknout pouze za přítomnosti kapalné vody napovídají, že dávné klima na Marsu bylo mnohem odlišnější – bylo poměrně teplé, aby voda mohla téci po povrchu v dostatečně dlouhém období.

Je mnoho způsobů, jak může planeta ztratit část své atmosféry. Například v důsledku chemických reakcí nebo může dojít k narušení atmosféry v důsledku záření a hvězdného větru z mateřské hvězdy. Nová pozorování odhalila, že sluneční vítr a záření zodpovídají za ztrátu velké části atmosféry Marsu. Úbytek byl tak velký, že dostačoval ke změně klimatu na rudé planetě. Sluneční vítr je řídký proud elektricky nabitých částic nepřetržitě vanoucích z povrchu Slunce.

Mladé hvězdy disponují mnohem intenzivnějším ultrafialovým zářením a hvězdným větrem, takže ztráta atmosféry těmito procesy byla pravděpodobně mnohem větší v rané fázi vývoje planety Mars. Tyto procesy mohly být dominantní a rozhodující pro změnu klimatu a obyvatelnosti planety. Je docela možné, že mikrobiální život mohl existovat na povrchu Marsu v jeho rané historii. Jak se planeta ochlazovala a vysušovala, část života se mohla ukrýt pod povrchem nebo byla přinucena přežívat v příležitostných či zřídkavých povrchových oázách.

Ionty vyvržené ze Slunce v rámci slunečního větru bombardují Mars vysokou rychlostí a připravují planetu o atmosférické plyny, které unikají do kosmického prostoru. Vědecký tým se zaměřil na sledování argonu, protože může být vyvržen pouze v důsledku působení slunečního větru. Jakmile určili množství argonu unikajícího z atmosféry Marsu, mohli využít účinnost slunečního větru k určení ztráty i dalších atomů a molekul, včetně oxidu uhličitého. Astronomové odhadují, že planeta Mars ztratila za svoji existenci 80 až 90 % zásob oxidu uhličitého. Po vymizení magnetického pole planety stačilo několik stovek miliónů roků a Mars ztratil většinu své atmosféry. Oxid uhličitý je pro Mars důležitý, protože je účinným skleníkovým plynem: může zadržovat teplo a ohřívat planetu.

Vědecký tým vytvořil své odhady na základě využití dat o horních vrstvách atmosféry Marsu z přístroje Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS) na palubě sondy MAVEN podporovaných měřeními z povrchu Marsu, která prováděl přístroj Sample Analysis at Mars (SAM), který je instalován na palubě pojízdné vědecké laboratoře NASA s názvem Curiosity.

„Kombinace měření umožňuje přesnější stanovení, jaké množství argonu ztratila planeta Mars v průběhu uplynulých miliard roků,“ říká Paul Mahaffy, NASA, Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. Paul Mahaffy jako spoluautor článku je hlavním vědeckým pracovníkem pro vědecký přístroj SAM a vedoucím pracovníkem pro přístroj NGIMS; na vývoji obou přístrojů se podílela NASA, Goddard Space Flight Center.

Zdroj: https://phys.org/news/2017-03-maven-reveal-mars-atmosphere-lost.html, http://www.space.com/33314-sun-stripped-mars-nasa-maven-exoplanet-insights.html a https://www.newscientist.com/article/2126363-nasa-orbiter-shows-mars-lost-90-per-cent-of-its-co2-to-space/

autor: František Martinek