Radijo bangomis sklindantis „staugimas“, kurį sukelia žaibui panašus išlydis, pirmą kartą užfiksuotas Marse.
Skriedamas aplink Raudonąją planetą, NASA zondas MAVEN dar 2015 m. birželio 21 d. užregistravo neįprastą elektromagnetinį signalą. Dabar mokslininkai parodė, kad šis signalas atitinka vadinamąjį „švilpuką“ (angl. whistler) – išsklaidytą radijo bangą, kuri susidaro, kai žaibo generuojama spinduliuotė keliauja per planetos jonosferą.
Šis atradimas rodo, kad Marso atmosferoje vis dėlto vyksta elektriniai išlydžiai, o jų radijo bangų sklidimą plazmoje lemia tos pačios fizikos dėsningumai, kaip ir Žemėje stebimų žaibų atveju.
Žemė ir Marsas daug kuo panašūs, tačiau pakankamai skiriasi, kad mokslininkai negalėtų būti tikri, ar abiejose planetose apskritai vyksta tie patys reiškiniai, juo labiau – ar jie kyla dėl tų pačių mechanizmų.
Vienas tokių reiškinių – žaibas. Manoma, kad šios galingos elektros iškrovos atsiranda, kai audringoje atmosferoje dalelės nuolat judinamos, trinasi tarpusavyje ir taip susikaupia elektros krūvis. Galiausiai jo tampa tiek daug, kad sistema priversta išsikrauti.
Žemėje žaibai dažniausiai siejami su vandens garų kupinais audros debesimis, tačiau Marso atmosferoje vandens labai mažai.
Vis dėlto drėgmė nėra būtina sąlyga. Žemėje žaibai siaučia ir milžiniškuose pelenų debesyse, kuriuos išmeta ugnikalnių išsiveržimai – juose dalelės taip pat trinasi ir įsielektrina.
Vos prieš metus mokslininkai pranešė pagaliau užfiksavę elektrinius išlydžius Marse – greičiausiai juos sukūrė besitrankantys smėlio grūdeliai per šios planetos laukines dulkių audras.
„Švilpukas“ – tai specifinis žaibo skleidžiamo signalo tipas. Žaibas išspinduliuoja elektromagnetines bangas – nuo labai žemo dažnio radijo bangų iki rentgeno spindulių. Pačios žemiausio dažnio radijo bangos gali sklisti aukštyn per planetos jonosferą, keliaudamos plazminėmis bangomis magnetinio lauko linijomis.
Kadangi aukštesnio dažnio bangos sklinda greičiau nei žemesnio, signalas laike išsiplečia. Iš plazmos bangų duomenų paverstas į garsą, jis virsta žemėjančio tono signalu, primenančiu tolimą banginio giesmę.
Marsas neturi globalinio magnetinio lauko, todėl iš pirmo žvilgsnio atrodė mažai tikėtina, kad „švilpukai“ šioje planetoje apskritai galėtų sklisti.
Tačiau Marse egzistuoja lokalūs magnetinio lauko lopai, išlikę plutoje esančiuose magnetizuotuose mineraluose – tai tarsi fosilinis kadaise buvusio planetos magnetinio lauko pėdsakas.
Dar prieš kelis dešimtmečius atlikti tyrimai rodė, kad šie plutos magnetiniai laukai teoriškai galėtų sudaryti sąlygas „švilpukams“ sklisti.
MAVEN misija Marsą stebi nuo 2014 m. Šis zondas turi tarp instrumentų ir plazmos bangų matuoklį, jautrų būtent atitinkamų dažnių signalams.
Atmosferos fiziko Františeko Němeco iš Karolio universiteto (Čekija) vadovaujama mokslininkų komanda išnagrinėjo net 108 418 plazmos bangų įrašų, ieškodama būdingų „švilpuko“ požymių.
Stulbinamai, jiems pavyko rasti vieną tokį įvykį. Dar labiau stebina tai, kad užfiksuotas signalas labai tiksliai atitiko prieš dešimtmečius darytas teorines prognozes.
Šis vienintelis „švilpukas“ buvo užregistruotas virš plutos magnetinio lauko srities, 349 km aukštyje, naktinėje Marso pusėje. Pastaroji aplinkybė labai svarbi: Saulės spinduliuotė dieninėje pusėje suspaudžia Marso jonosferą ir taip slopina plazmos bangų sklidimą.
Užfiksuotas įvykis labai priminė Žemėje stebimus „švilpukus“. Signalas truko apie 0,4 sekundės, jo dažnis su laiku slinko žemyn, o jo stipris maždaug 10 kartų viršijo fono triukšmą.
Sumodeliavę Marso magnetinio lauko ir plazmos tankio pasiskirstymą toje srityje bei įvertinę laiko tarpą, kurio reikėtų signalui nuo paviršiaus nukeliauti iki zondo, mokslininkai gavo beveik idealiai sutampantį rezultatą.
Išlydis, kuris sukėlė šį signalą, negalėjo būti silpnas. Nors „švilpukas“ buvo silpnesnis nei dauguma Žemėje registruojamų analogiškų signalų, įvertinus nuostolius sklidimo metu paaiškėjo, kad pirminė išlydžio energija būtų palyginama su stipriu žaibu pagal žemiškus mastelius.
Šis rezultatas taip pat paaiškina, kodėl panašių signalų aptikta taip mažai. Be to, kad aplink Marsą skraido gerokai mažiau stebėjimo instrumentų nei apie Žemę, čia dar būtinos ir labai specifinės sąlygos: beveik vertikalus magnetinis laukas, naktinė pusrutulio pusė ir pakankamai silpna jonosfera, kad plazmos bangos galėtų sklisti.
Mažiau nei 1 procentas visų bangų „momentinių nuotraukų“ buvo užfiksuotos vietovėse, kuriose magnetinio lauko geometrija tinkama tokio tipo signalams. Vadinasi, turi sutapti keletas retų aplinkybių: stipri elektra iškrova, tinkama vieta ir metas bei virš jos tuo metu praskriejantis zondas su reikiamais instrumentais.
Iš to galima spręsti, kad žaibai Marse tikriausiai vyksta dažniau, nei šiuo metu galime pastebėti. Tai savaime intriguojantis faktas, turintis dar įdomesnių pasekmių.
Kai kurie laboratoriniai gyvybės kilmės eksperimentai parodė, kad elektriniai išlydžiai gali paskatinti svarbių organinių molekulių susidarymą – tokie žaibų panašūs procesai galėjo prisidėti prie prebiotinės chemijos užsimezgimo ankstyvojoje Žemėje.
Jei panašūs išlydžiai vyksta ir Marse, tai tampa dar vienu veiksniu, kurį astrobiologai gali įtraukti vertindami, ar Raudonoji planeta kada nors turėjo gyvybei palankias sąlygas.
