Radijo bangomis sklindantis „staugimas“, kurį sukelia žaibui panašus išlydis, pirmą kartą užfiksuotas Marse.
Skriedamas aplink Raudonąją planetą, NASA zondas MAVEN 2015 m. birželio 21 d. užregistravo neįprastą elektromagnetinį signalą. Vėliau mokslininkai nustatė, kad jis atitinka vadinamąjį „švilpuką“ (angl. whistler) – išsklaidytą radijo bangą, susidarančią tada, kai žaibo generuojama spinduliuotė keliauja per planetos jonosferą.
Šis atradimas rodo, kad Marso atmosferoje iš tiesų vyksta elektriniai išlydžiai, o jų radijo bangų sklidimą plazmoje valdo tie patys fizikos dėsniai, kaip ir Žemėje stebimų žaibų atveju.
Žemė ir Marsas daug kuo panašūs, tačiau skirtumų pakanka, kad mokslininkai negalėtų būti tikri, ar abiejose planetose vyksta tie patys reiškiniai ir ar jie kyla dėl tų pačių mechanizmų.
Vienas tokių reiškinių – žaibas. Manoma, kad šios galingos elektros iškrovos atsiranda, kai audringoje atmosferoje dalelės nuolat juda, trinasi tarpusavyje ir taip sukaupia elektros krūvį. Galiausiai jo prisikaupia tiek, kad sistema „priversta“ išsikrauti.
Žemėje žaibai dažniausiai siejami su vandens garų kupinais audros debesimis, tačiau Marso atmosferoje vandens yra labai mažai.
Vis dėlto drėgmė nėra būtina sąlyga. Žemėje žaibai pasitaiko ir milžiniškuose pelenų debesyse, kuriuos sukuria ugnikalnių išsiveržimai – juose dalelės taip pat trinasi ir įsielektrina.
Dar visai neseniai mokslininkai pranešė pagaliau užfiksavę elektrinius išlydžius Marse: tikėtina, kad juos sukelia besitrankantys smėlio grūdeliai per šios planetos audringas 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 „išsitempia“. Plazmos bangų duomenis pavertus garsu, jis tampa 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. Tarp zondo instrumentų yra ir plazmos bangų matuoklis, jautrus būtent tokių dažnių signalams.
Atmosferos fiziko Františeko Němeco, atstovaujančio Karolio universitetui Čekijoje, vadovaujama mokslininkų komanda išnagrinėjo 108 418 plazmos bangų įrašų, ieškodama būdingų „švilpuko“ požymių.
Jiems pavyko rasti vieną tokį įvykį. Dar labiau stebina tai, kad užfiksuotas signalas itin tiksliai atitiko prieš dešimtmečius pateiktas 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 s, jo dažnis laikui bėgant slinko žemyn, o stipris maždaug 10 kartų viršijo fono triukšmą.
Sumodeliavę Marso magnetinio lauko ir plazmos tankio pasiskirstymą toje srityje bei įvertinę laiką, kurio reikia signalui nuo paviršiaus pasiekti zondą, mokslininkai gavo beveik idealiai sutampantį rezultatą.
Išlydis, sukėlęs 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 panaši į stipraus žaibo energiją 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 aplink 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% visų bangų „momentinių nuotraukų“ buvo užfiksuota vietovėse, kuriose magnetinio lauko geometrija tinkama tokio tipo signalams. Vadinasi, turi sutapti kelios retos aplinkybės: stiprus elektrinis išlydis, tinkama vieta ir laikas bei virš jų tuo metu praskriejantis zondas su reikiamais instrumentais.
Iš to galima spręsti, kad žaibai Marse tikriausiai vyksta dažniau, nei šiuo metu gebame juos 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 – panašūs, į žaibus 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.
