Обсуждение космических программ
8,795,091
39,581
|
ЮрийР ( Слушатель ) |
| 27 июл 2020 18:43:07 |
ExoMars обнаружил новые полосы поглощения углекислоты и озона
новая дискуссия Новость 233https://www.roscosmos.ru/28886/
Российский спектрометрический комплекс АЦС на борту марсианского орбитального зонда Trace Gas Orbiter (российско-европейский проект ExoMars-2016) зарегистрировал линии поглощения углекислого газа и озона, которые не наблюдались раньше ни на Земле, ни в космосе. Благодаря высокой чувствительности АЦС выяснилось, что углекислота и озон могут проявлять себе именно в том диапазоне инфракрасного спектра, где ожидается обнаружить сигнал от молекул метана. Этот газ — один из возможных биомаркеров, поэтому открытие может заставить пересмотреть и предыдущие публикации на тему измерений метана на Марсе, и методы его поиска.
Как рассказывает Александр Трохимовский, сотрудник отдела физики планет ИКИ РАН, всё началось с небольших уменьшений сигнала на отдельных длинах волн в спектрах, полученных прибором MIR. Некоторое время эти особенности не привлекали внимания, вернее, считались ошибкой, возникшей во время калибровки данных. Однако после более тщательной обработки эти «артефакты» не исчезли, напротив — обнаружилось около 30 слабых линий поглощения, положение которых не соответствовало ни одной из тех, что уже содержались в спектрометрических базах данных. Явление наблюдалось на малых (ниже 20 км) высотах над поверхностью Марса.
После теоретического анализа было высказано предположение, что речь идёт об открытии новой полосы поглощения основного изотополога углекислого газа (его молекула составлена из основных изотопов углерода и кислорода 12С и 16O), которая возникает в результате магнитно-дипольного перехода. До работы TGO эта полоса считалась запрещенной, не наблюдалась ни на Земле, ни в космосе, и отсутствует в спектроскопических базах данных.
Новая полоса поглощения углекислого газа, обнаруженная в марсианской атмосфере спектрометром MIR/ACS на борту аппарата TGO. Сверху: полученный спектр (черный) с наложенным модельным спектром, содержащим полосы поглощения углекислого газа и воды (голубой). Модель использует базу данных спектров HITRAN 2016. Внизу: разница между данными и моделью, благодаря которой детально видны полосы поглощения. Стрелочками показаны вычисленные положения полос поглощения (цвет относится к различным механизмам их возникновения). Иллюстрация © A. Trokhimovskiy et al. (2020)
В случае с озоном ситуация была несколько иной. Озона в атмосфере Марса мало, но впервые его открыли еще в экспериментах на аппаратах Mariner 7 и 9 в 1970-х гг., и с тех пор наблюдения велись в основном в ультрафиолете — этот метод позволяет измерять содержание озона на высотах больше 20 км над поверхностью. С помощью прибора MIR впервые удалось детектировать озон в инфракрасном диапазоне в районе 3 микрометров и на низких высотах над поверхностью.
«Обе полосы поглощения: и углекислоты, и озона — находятся именно в том диапазоне, где мы ожидали увидеть метан», — подчеркивает Кевин Олсен, сотрудник факультета физики Оксфордского университета (Великобритания) и первый автор статьи, посвящённой озону. Вопрос о том, есть или нет метан в атмосфере Марса, до сих пор остаётся открытым: данные наблюдений орбитального аппарата Mars Express и марсохода Curiosity в кратере Гейл свидетельствуют в его пользу, однако исключительно чувствительные спектрометры TGO миссии ExoMars-2016 не подтверждают эти выводы.
Тот факт, что в этом же спектральном диапазоне находятся полосы поглощения углекислоты и озона, может заставить существенно пересмотреть методы поиска метана. Кроме этого, новые результаты помогают понять, как молекулы CO2 и O3 взаимодействуют друг с другом и с солнечным светом, а значит — прояснить химию процессов в атмосфере Марса. Эти результаты существенно продвигают нас к лучшему пониманию Марса — к более высокому уровню точности и понимания того, что происходит в его атмосфере.
Пример спектра, полученного спектрометром среднего ИК-диапазона MIR/ACS на борту аппарата TGO. Вверху — модель спектра с полосами поглощения различных газов в данном диапазоне спектра. Наиболее проявлена линия поглощения водяного пара (голубой цвет). Наиболее сильный сигнал от озона O3 (зеленый цвет) находится в правой части спектра, от углекислого газа CO2 (серый цвет) — в левой части. Ожидаемое положение линий поглощения метана обозначено оранжевым пунктиром. Внизу — реальный спектр (голубой цвет) и наиболее подходящий модельный спектр (оранжевый). Иллюстрация © K. Olsen et al. (2020)
ОТВЕТЫ (0)
Комментарии не найдены!