ESA’s Trace Gas Orbiter ziet groene gloed van zuurstof bij Mars

ESA’s Trace Gas Orbiter heeft voor het eerst de groene gloed van zuurstof in de atmosfeer van Mars gedetecteerd. De Aardse atmosfeer heeft die groene gloed ook. Het is vrij zwak, maar op foto’s van ISS is het soms te zien tegen de achtergrond van het duister van de ruimte. Het is nu voor het eerst dat dat gevonden is bij een andere planeet dan de Aarde.

Deze gloed van zuurstof was al lang geleden bij Mars voorspeld, maar het was nog niet eerder gedetecteerd. TGO laat zien dat de gloed voorkomt in de Mars atmosfeer op een hoogte van rond de 80 km, afhankelijk van de activiteit van de zon. Het blijkt afkomstig te zijn van kooldioxide, dat door de zon afgebroken wordt in zuurstofatomen en koolmonoxide. De metingen leveren interessant vergelijkingsmateriaal op met metingen aan de Aardse atmosfeer. En het leert ons nieuwe dingen over de hogere atmosfeer van Mars en zijn interactie met zonnewind. En daar weten we nog niet zo gek veel over.

De hoogte in de atmosfeer van Mars waar de groene gloed van zuurstof gevonden is. (Credits: J.-C. Gérard et al. (2020))

De ontdekking werd gedaan met een Belgisch instrument. Op Radio 1 in België werd Karolien Lefever van het Belgisch Instituut voor Ruimte-aeronomie erover geïnterviewd:

https://radio1.be/programma/de-wereld-vandaag/radioitem/belgische-onderzoekers-zien-groene-gloed-rond-mars-na-40-jaar-eindelijk-gevonden/21196

Bronnen:

https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/ExoMars/ExoMars_spots_unique_green_glow_at_the_Red_Planet

https://www.aeronomie.be/en/news/2020/exomars-nomad-spots-unique-green-light-mars

Coverafbeelding: ESA

Nieuwe techniek laat James Webb telescoop straks zuurstof zien

Astronomen kijken uit naar de analyses die de James Webb Space Telescope zal gaan doen aan de atmosferen van aardachtige exoplaneten. Dat zou ons iets kunnen zeggen over mogelijk leven daar. Een molekuul zouden we echter niet kunnen vinden met de 6 meter grote ruimtetelescoop: zuurstof. Dat zou onder de detectielimiet van de James Webb liggen. Dat zou natuurlijk erg jammer zijn. Want hoewel zuurstof niet persee door leven geproduceerd hoeft te worden, zou het een belangrijk aspect van een planeet zoals de Aarde niet kunnen vinden.

Maar een aantal NASA wetenschappers hebben een signaal in het infrarood spectrum gezien dat men tot nu toe over het hoofd gezien heeft. Het gaat om een piek die veroorzaakt wordt door botsingen tussen zuurstofmolekulen. Het Mid InfraRed Instrument Low Resolution Spectrometer (MIRI LMS) instrument van James Webb kan deze piek detecteren bij aardachtige planeten na een paar overgangen van de planeet voor zijn ster.

Hiervoor moet de ster wel redelijk dichtbij staan: 16 lichtjaar voor zuurstofconcentraties zoals in de Aardse atmosfeer en bij hele hoge zuurstofconcentraties en hogere atmosferische druk zou zuurstof zelfs tot op 84 lichtjaar gevonden kunnen worden.

Zoals gezegd hoeft zuurstof in de atmosfeer van een exoplaneet niet altijd ontstaan zijn door leven. Bij exoplaneten die dicht rond hun ster draaien kan de warmte bijvoorbeeld water afbreken met een hogere zuurstofconcentratie als gevolg.

Bron:

https://www.nasa.gov/press-release/goddard/2019/oxygen-planets

 

Mars’ methaan-mysterie blijft en er komt nog een mysterie bij: de zuurstof

Het methaan mysterie op Mars blijft onopgelost. De Curiosity rover detecteerde in juni dit jaar het hoogste percentage methaan in de atmosfeer tot nu toe: 21 deeltjes per miljard deeltjes atmosfeer in een volume (21 ppbv). ESA’s Mars Express satelliet kwam vijf uur later over en kon geen methaan detecteren. Een dag ervoor vloog deze satelliet ook al over en vond toen eveneens geen methaan. Mars Express heeft een detectielimiet van 2 ppbv.

How_to_create_and_destroy_methane_at_Mars_pillars.jpg
Hoe methaan op Mars gemaakt en vernietigd zou kunnen worden (ESA)

ESA’s Trace Gas Orbiter (TGO), de meest gevoelige detector van methaan in een baan rond Mars, kwam een paar dagen voor en een paar dagen na de meting van Curiosity over. TGO heeft een detectielimiet van 0,7 ppbv, maar ook deze vond geen methaan. Hoe dit kan, is nog altijd niet duidelijk.

Curiosity vond er onlangs trouwens nog een mysterie bij: het percentage zuurstof in de atmosfeer. Dat Mars heel weinig zuurstof in de atmosfeer had (0,16%), wisten we al langer. Maar Curiosity was in staat om het percentage met de seizoenen te volgen, net als de methaan. Astronomen hadden gedacht dat de hoeveelheid zuurstof zou stijgen en dalen met het kooldioxide (CO2) gehalte.

mars_seasonal_oxygen_gale_crater.jpg
Door Curiosity gemeten zuustof en methaan percentages (credits: Melissa Trainer/Dan Gallagher/NASA Goddard)

’s Winters vriest het CO2 aan op de poolkappen. ’s Zomers wordt het weer gasvormig en stijgt de luchtdruk. Gedacht werd dat zuurstof gelijk met de kooldioxide zou stijgen en dalen. Maar in de zomer steeg het zuurstofgehalte veel harder dan verwacht mocht worden. In de winter verdween de zuurstof weer. Astronomen hebben nog niet een echt idee hoe dit kan. Mogelijk is er een onbekend chemisch proces gaande. Opvallend is dat het zuurstof en methaan percentage tegelijk lijken te stijgen en dalen.

 

Bronnen:

http://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/ExoMars/ESA_s_Mars_orbiters_did_not_see_latest_Curiosity_methane_burst

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/with-mars-methane-mystery-unsolved-curiosity-serves-scientists-a-new-one-oxygen

 

Coverafbeelding: ESA