Mars heeft elektrisch geladen metaalatomen (ionen) hoog in de atmosfeer, volgens nieuwe resultaten van NASA's MAVEN-ruimtevaartuig. De metaalionen kunnen voorheen onzichtbare activiteit onthullen in de mysterieuze elektrisch geladen bovenste atmosfeer (ionosfeer) van Mars.

"MAVEN heeft de eerste directe detectie gedaan van de permanente aanwezigheid van metaalionen in de ionosfeer van een andere planeet dan de aarde, " zei Joseph Grebowsky van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Omdat metaalionen een lange levensduur hebben en ver van hun oorsprongsgebied worden getransporteerd door neutrale winden en elektrische velden, ze kunnen worden gebruikt om beweging in de ionosfeer af te leiden, vergelijkbaar met de manier waarop we een blad met een loft gebruiken om te onthullen uit welke richting de wind waait." Grebowsky is hoofdauteur van een artikel over dit onderzoek dat op 10 april verschijnt in Geofysische onderzoeksbrieven .

MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission) onderzoekt de bovenste atmosfeer van Mars om te begrijpen hoe de planeet het grootste deel van zijn lucht verloor, transformeren van een wereld die miljarden jaren geleden het leven had kunnen ondersteunen in een koude woestijnplaneet vandaag. Het begrijpen van ionosferische activiteit werpt licht op hoe de atmosfeer van Mars verloren gaat in de ruimte, volgens de ploeg.

Het metaal is afkomstig van een constante regen van kleine meteoroïden op de Rode Planeet. Wanneer een snelle meteoroïde de atmosfeer van Mars raakt, het verdampt. Metaalatomen in het dampspoor krijgen een deel van hun elektronen weggerukt door andere geladen atomen en moleculen in de ionosfeer, het omzetten van de metaalatomen in elektrisch geladen ionen.

MAVEN heeft ijzer gedetecteerd, magnesium, en natriumionen in de bovenste atmosfeer van Mars in de afgelopen twee jaar met behulp van het neutrale gas- en ionenmassaspectrometer-instrument, het team het vertrouwen geven dat de metaalionen een permanent kenmerk zijn. "We hebben metaalionen gedetecteerd die verband houden met de korte passage van Comet Siding Spring in 2014, maar dat was een unieke gebeurtenis en het vertelde ons niets over de langdurige aanwezigheid van de ionen, ’ zei Grebowsky.

Het interplanetaire stof dat de meteorenregen veroorzaakt, komt overal in ons zonnestelsel voor, dus het is waarschijnlijk dat alle planeten en manen van het zonnestelsel met substantiële atmosferen metaalionen hebben, volgens de ploeg.

Klinkende raketten, radar- en satellietmetingen hebben metaalionenlagen gedetecteerd hoog in de atmosfeer boven de aarde. Er is ook indirect bewijs voor metaalionen boven andere planeten in ons zonnestelsel. Wanneer ruimtevaartuigen deze werelden vanuit een baan om de aarde verkennen, soms gaan hun radiosignalen op weg naar de aarde door de atmosfeer van de planeet, en soms zijn delen van het signaal geblokkeerd. Dit is geïnterpreteerd als interferentie van elektronen in de ionosfeer, waarvan sommige worden verondersteld te worden geassocieerd met metaalionen. Echter, directe detectie op lange termijn van de metaalionen door MAVEN is het eerste overtuigende bewijs dat deze ionen op een andere planeet bestaan ​​en dat ze daar een permanent kenmerk zijn.

Het team ontdekte dat de metaalionen zich op Mars anders gedroegen dan op aarde. De aarde is omgeven door een wereldwijd magnetisch veld dat in het binnenste wordt gegenereerd, en dit magnetische veld samen met ionosferische winden dwingt de metaalionen in lagen. Echter, Mars heeft alleen lokale magnetische velden gefossiliseerd in bepaalde delen van zijn korst, en het team zag alleen de lagen in de buurt van deze gebieden. "Ergens anders, de metaalionenverdelingen zijn totaal anders dan die op aarde worden waargenomen, ’ zei Grebowsky.

Het onderzoek heeft ook andere toepassingen. Het is bijvoorbeeld onduidelijk of de metaalionen de vorming of het gedrag van wolken op grote hoogte kunnen beïnvloeden. Ook, gedetailleerd begrip van de meteoritische ionen in de totaal verschillende omgevingen van de aarde en Mars zal nuttig zijn voor het beter voorspellen van de gevolgen van interplanetaire stofinslagen in andere nog onontgonnen atmosfeer van het zonnestelsel. "Het observeren van metaalionen op een andere planeet geeft ons iets om te vergelijken en te contrasteren met de aarde om de ionosfeer en atmosferische chemie beter te begrijpen, ’ zei Grebowsky.