Astrônomos detectam um fascinante brilho verde na atmosfera de Marte - Mistérios do Universo

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19 de junho de 2020

Astrônomos detectam um fascinante brilho verde na atmosfera de Marte

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No alto da atmosfera de Marte, os astrônomos descobriram um fenômeno que caçam há décadas: um leve brilho verde, causado pela interação entre luz solar e oxigênio na atmosfera superior.


Anteriormente, esse brilho só era detectado em um só lugar: o céu acima da Terra. Sua descoberta na atmosfera marciana nos ajudará a entender melhor os processos que impulsionam o brilho aéreo, tanto na Terra como em outros lugares.



"Uma das emissões mais brilhantes vistas na Terra decorre do brilho da noite. Mais especificamente, dos átomos de oxigênio emitindo um comprimento de onda de luz específico que nunca foi visto em outro planeta", disse o astrônomo Jean-Claude Gérard, da Université de Liège na Bélgica, o principal autor do novo artigo que descreve o fenômeno.

"No entanto, prevê-se que essa emissão exista em Marte por cerca de 40 anos - e, graças ao [ExoMars Trace Gas Orbiter], descobrimos isso".

O céu da Terra nunca fica completamente escuro, nem mesmo à noite, mesmo depois de extrair a poluição luminosa, a luz das estrelas e a luz solar difusa. As moléculas na atmosfera estão constantemente passando por vários processos, o que faz com que brilhem levemente através de vários comprimentos de onda.

O brilho não é diferente da aurora, pois é produzido pelas mesmas partículas - exceto que é muito mais fraco, e os mecanismos por trás dele são diferentes. Aurora é produzida por partículas carregadas do vento solar que ionizam átomos atmosféricos, fazendo com que eles formem luzes dançantes no céu.

O Airglow, por outro lado, é causado pela interação entre a luz solar e a atmosfera e se enquadra amplamente em duas categorias. Há brilho noturno; isso ocorre quando os átomos separados pela radiação solar durante o dia se recombinam, liberando seu excesso de energia na forma de fótons. Nightglow já havia sido observado em Vênus e Marte, bem como na Terra.

O que os astrônomos já observaram na atmosfera de Marte é brilho do dia - um fenômeno que é muito mais difícil de detectar, dado que sua presença fraca é muito mais ofuscada pela luz do dia.

Na Terra, ocorre quando as moléculas na atmosfera absorvem a luz solar, o que lhes confere excesso de energia que emitem na forma de radiação na mesma frequência ou frequência ligeiramente mais baixa que a radiação absorvida em primeiro lugar.

Em imagens da Terra tiradas da Estação Espacial Internacional, quando a câmera está olhando através do topo da atmosfera e não diretamente para baixo, o brilho aéreo é muito mais visível.

No Planeta Vermelho, esse brilho diurno foi previsto em 1979, mas os orbitadores de Marte, de frente para a superfície marciana, não conseguiram detectá-lo até agora.

Nightglow da terra. ( NASA )

Portanto, aprendendo com a ISS, a equipe reorientou o instrumento Nadir and Occultation for MArs Discovery (NOMAD)  de sua posição olhando diretamente para Marte, para olhar através da atmosfera em direção ao horizonte marciano. A partir dessa posição, eles fizeram uma série de observações da atmosfera marciana, em altitudes entre 20 e 400 quilômetros (12 a 250 milhas).

Quando analisaram os dados, encontraram a emissão verde nos comprimentos de onda ópticos e ultravioletas, em todas as observações do dia.

"A emissão foi mais forte a uma altitude de cerca de 80 quilômetros e variou dependendo da distância variável entre Marte e o Sol", explicou a aerônoma planetária Ann Carine Vandaele, do Instituto Real de Aeronáutica Spatiale de Belgique, na Bélgica.

Quando a equipe modelou o processo por trás da emissão, eles descobriram que é produzido por um processo muito semelhante ao airglow na Terra. Quando a radiação solar atinge a atmosfera marciana, divide o dióxido de carbono em monóxido de carbono e oxigênio. São os átomos de oxigênio que são responsáveis ​​pelo brilho verde.

Mas havia algo interessante também. O comprimento de onda visível da emissão foi 16,5 vezes mais intenso que o comprimento de onda ultravioleta.

"As observações em Marte concordam com os modelos teóricos anteriores, mas não com o brilho real que vimos em torno da Terra, onde a emissão visível é muito mais fraca", disse Gérard .

"Isso sugere que temos mais a aprender sobre como os átomos de oxigênio se comportam, o que é extremamente importante para o nosso entendimento da física atômica e quântica".

Essa discrepância, observa a equipe, pode ser um problema com a maneira como o instrumento que faz as observações da Terra foi calibrado. Obviamente, a melhor coisa a fazer é muito mais ciência.

A pesquisa foi publicada na Nature Astronomy.

Via: Science Alert
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