Mars har elektriskt laddade metallatomer (joner) högt uppe i atmosfären, enligt nya resultat från NASA:s rymdfarkost MAVEN. Metalljonerna kan avslöja tidigare osynlig aktivitet i den mystiska elektriskt laddade övre atmosfären (jonosfären) på Mars.

"MAVEN har gjort den första direkta upptäckten av den permanenta närvaron av metalljoner i jonosfären på en annan planet än jorden, " sa Joseph Grebowsky från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Eftersom metalljoner har lång livslängd och transporteras långt från sin ursprungsregion av neutrala vindar och elektriska fält, de kan användas för att sluta sig till rörelse i jonosfären, liknande det sätt vi använder ett högt löv för att avslöja åt vilket håll vinden blåser." Grebowsky är huvudförfattare till en artikel om denna forskning som publiceras den 10 april i Geofysiska forskningsbrev .

MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission) utforskar Mars övre atmosfär för att förstå hur planeten förlorade det mesta av sin luft, förvandlas från en värld som kunde ha försörjt liv för miljarder år sedan till en kall ökenplanet idag. Att förstå jonosfärisk aktivitet kastar ljus över hur Mars atmosfär går förlorad till rymden, enligt teamet.

Metallen kommer från ett konstant regn av små meteoroider på den röda planeten. När en höghastighetsmeteoroid träffar Mars atmosfär, det förångas. Metallatomer i ångspåret får några av sina elektroner bortrivna av andra laddade atomer och molekyler i jonosfären, omvandlar metallatomerna till elektriskt laddade joner.

MAVEN har upptäckt järn, magnesium, och natriumjoner i den övre atmosfären på Mars under de senaste två åren med hjälp av dess neutrala gas- och jonmasspektrometerinstrument, ger laget förtroende för att metalljonerna är en permanent egenskap. "Vi upptäckte metalljoner associerade med den nära passagen av Comet Siding Spring 2014, men det var en unik händelse och det berättade inte för oss om den långsiktiga närvaron av joner, sa Grebowsky.

Det interplanetära stoftet som orsakar meteorskurarna är vanligt i hela vårt solsystem, så det är troligt att alla planeter och månar i solsystemet med betydande atmosfärer har metalljoner, enligt teamet.

Ljudande raketer, radar- och satellitmätningar har upptäckt metalljonlager högt uppe i atmosfären ovanför jorden. Det har också funnits indirekta bevis för metalljoner över andra planeter i vårt solsystem. När rymdfarkoster utforskar dessa världar från omloppsbana, ibland passerar deras radiosignaler genom planetens atmosfär på väg till jorden, och ibland har delar av signalen blockerats. Detta har tolkats som interferens från elektroner i jonosfären, av vilka en del tros vara associerade med metalljoner. Dock, Långsiktig direkt detektering av metalljonerna av MAVEN är det första avgörande beviset för att dessa joner finns på en annan planet och att de är ett permanent inslag där.

Teamet fann att metalljonerna betedde sig annorlunda på Mars än på jorden. Jorden är omgiven av ett globalt magnetfält som genereras i dess inre, och detta magnetfält tillsammans med jonosfäriska vindar tvingar metalljonerna i lager. Dock, Mars har bara lokala magnetfält fossiliserade i vissa delar av sin skorpa, och laget såg bara lagren nära dessa områden. "Någon annanstans, metalljonfördelningen är helt olik de som observeras på jorden, sa Grebowsky.

Forskningen har även andra tillämpningar. Det är till exempel oklart om metalljonerna kan påverka bildandet eller beteendet hos moln på hög höjd. Också, detaljerad förståelse av de meteoritiska jonerna i de helt olika jord- och Mars-miljöerna kommer att vara användbar för att bättre förutsäga konsekvenserna av interplanetära dammpåverkan i andra ännu outforskade solsystematmosfärer. "Att observera metalljoner på en annan planet ger oss något att jämföra och kontrastera med jorden för att bättre förstå jonosfären och atmosfärens kemi, sa Grebowsky.