W porównaniu z Ziemią Mars ma bardzo suchą i rzadką atmosferę. Jej gęstość jest ok. stu razy mniejsza niż gęstość atmosfery ziemskiej. W absolutnej większości składa się ona z dwutlenku węgla. Pierwiastek ten stanowi aż 95 proc. marsjańskiej atmosfery.
Wydawałoby się, że to znacząco utrudnia powstawanie na Marsie chmur. To częściowo prawda. Pochmurne dni – czy raczej sole – zdarzają się na Marsie rzadko. Chmury najłatwiej wytropić w okolicach równika w czasie najchłodniejszej części marsjańskiego roku. Jeden rok na Marsie odpowiada w przybliżeniu dwóm ziemskim.
Zachód Słońca na Marsie
W fotografowaniu chmur specjalizuje się łazik Curiosity, działający na Czerwonej Planecie już od dziesięciu lat. Na początku lutego 2023 r. Curiosity zarejestrował ciekawe zjawisko, dobrze znane z Ziemi. To tak zwane promienie zmierzchowe (ang. crepuscular rays). To charakterystyczne świetlne pasma, które prześwietlają tamtejsze chmury. Na Marsie dopiero po raz pierwszy udało się zrobić ich wyraźną fotografię.
Należący do NASA łazik Curiosity zrobił to zdjęcie o zachodzie słońca 2 lutego 2023 r., 3730. marsjańskiego dnia misji / fot. NASA/JPL-Caltech/MSSS
Promienie zmierzchowe, które obserwujemy na Ziemi, wywierają potężne wrażenie. Wbrew nazwie tworzą się nie tylko o zmierzchu, ale także o świcie. Powstają, gdy słońce, znajdujące się tuż nad horyzontem, podświetla chmurę od tyłu. Jego światło może wówczas przebijać się przez dziury w chmurach, układając się w pasma.
To właśnie sfotografował Curiosity. Na zdjęciu, które pokazało Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA (Jet Propultion Laboratory, JPL), widać czarny pas ziemi na dole. Nad nią znajduje się zachmurzone niebo. Rozświetlają je słabe jasne pasma. Wygląda to tak, jakby tuż za horyzontem znajdował się niewidoczny dla obserwatora reflektor.
Z czego składają się chmury na Marsie?
Ta opalizująca chmura w kształcie pióra została sfotografowana tuż po zachodzie słońca 27 stycznia 2023 r. / fot. NASA/JPL-Caltech/MSSS
Większość marsjańskich chmur pojawia się na wysokości ok. 60 km nad powierzchnią planety. Składają się z wodnego lodu. Jednak chmury, na których tle sfotografowano promienie zmierzchowe, znajdują się wyżej. Jest tam znacznie zimniej, co sugeruje, że utworzyły się z suchego lodu, czyli zestalonego dwutlenku węgla.
Obecnie prowadzone obserwacje to ciąg dalszy przeglądu rozpoczętego w 2021 r. Wówczas Curiosity zaczął fotografować marsjańskie chmury z pomocą czarno-białych kamer nawigacyjnych. Naukowców interesowało tworzenie się chmur, ich struktura i przemieszczanie się. Tegoroczne badania, które zaczęły się w styczniu i potrwają do połowy marca, wykorzystują natomiast kolorową kamerę Mastcam.
Obłoki iryzujące – co to jest?
Z jej pomocą udało się uchwycić jeszcze jedno ciekawe zjawisko. O świcie 27 stycznia Curiosity sfotografował na marsjańskim niebie lekko opalizujące chmury, mające kształt długiego pióra. Były to obłoki iryzujące. Za pojawiające się na nich tęczowe barwy odpowiada to samo zjawisko optyczne, które niekiedy nadaje kolory bańce mydlanej.
To tzw. iryzacja. Iryzacja może występować w atmosferze, ale także na Ziemi, np. na plamach cieczy. Kolory powstają, gdy białe światło odbija się, interferując, od wielowarstwowych przezroczystych lub półprzezroczystych substancji. Takich jak chmury, zarówno ziemskie, jak i marsjańskie.
„Barwione” chmury dostarczają naukowcom ważnych informacji. – Obserwując przejścia między kolorami, możemy wnioskować o tym, jak zmienia się rozmiar cząstek w obrębie chmury – mówi Mark Lemmon, naukowiec zajmujący się atmosferą. – To pozwala domyślić się, jak chmura z czasem ewoluuje – dodaje badacz.
Obie fotografie pokazane przez JPL – promieni zmierzchowych i obłoków iryzujących – to panoramy. Każda została złożona z 28 zdjęć zrobionych przez Curiosity i następnie przesłanych na Ziemię. Zdjęcia zostały rozjaśnione, by lepiej uwidocznić efekty, jakie przedstawiają.
Źródła: phys.org
