Симулятор NASA помогает раскрыть тайны Солнечной системы

Многие вопросы о планетах Солнечной системы остаются открытыми. Ответы могут крыться в анализе света, достигающего нас с этих планет, через спектральные «отпечатки пальцев» молекул.

В исследовании, опубликованном в Atmosphere, учёные сравнили симуляции, полученные с помощью генератора планетарных спектров (PSG), с наблюдениями инфракрасного света Венеры, Марса и Юпитера.

Используя PSG, разработанный NASA, команда смогла объяснить результаты некоторых наблюдений и пришла к выводу, что этот симулятор — эффективный инструмент для изучения содержания химических соединений в планетарных атмосферах.

Метан на Марсе

Одно из проанализированных соединений, метан, может иметь как биологическое, так и геологическое происхождение. Его неуловимое присутствие на Марсе (детектирование аппаратом Mars Express и отсутствие сигнала от ExoMars TGO) остаётся загадкой. «Меняя параметры симуляций, мы смогли объяснить это обнаружение и необнаружение метана на Марсе и понять условия, при которых они возможны. Это важный шаг к прояснению связи метана на Марсе с возможным существованием жизни», — объясняет Педро Машаду.

Судьба воды на Марсе

«Знание соотношения двух вариантов водорода, изотопа дейтерия и обычного водорода, помогает понять временную эволюцию воды на Марсе. Вода HDO, содержащая дейтерий, тяжелее и труднее улетучивается в космос. Сравнение этого соотношения на глобальном и локальном уровне даёт ценную информацию о судьбе марсианской воды», — говорит ведущий автор Жуан Диаш.

Фосфин на Венере и Юпитере

Фосфин может спонтанно образовываться в условиях высокого давления и температуры. «Это происходит на Юпитере... но на каменистой планете, подобной Земле, его присутствие связано с биологической активностью». Когда в 2020 году исследование выявило фосфин в облаках Венеры, научное сообщество обратило на это внимание. «Дальнейшие исследования показали, что фосфина может вообще не быть или его количество гораздо меньше. Это нам также удалось воспроизвести», — добавляет Машаду.

Вулканизм Венеры

«Диоксид серы очень важен, чтобы узнать, есть ли вулканическая активность. Точно определяя содержание этого соединения на разных высотах, как мы показали с помощью PSG, мы сможем сделать вывод о его происхождении», — отмечает Диаш.

Значение для будущих миссий

«Эта работа очень важна для разрабатываемых космических миссий, таких как EnVision, Ariel и Mars Express от ESA... Она сообщает ожидаемые значения для этих химических компонентов и позволяет оптимизировать приборы для их обнаружения». «Миссии вроде Ariel, которая будет изучать атмосферы экзопланет, сильно выигрывают от такого рода исследований Солнечной системы, которые могут служить моделью», — добавляет Диаш. «Эта демонстрация эффективности PSG очень важна для научного сообщества», — заключает Педро Машаду.