< Ученые объяснили происхождение загадочных железных метеоритов

«ЭкзоМарс» обнаружил новые полосы поглощения углекислоты и озона

Российский спектрометрический комплекс АЦС на борту марсианского орбитального зонда TGO (российско-европейский проект «ЭкзоМарс») зарегистрировал линии поглощения углекислого газа и озона, которые не наблюдались раньше ни на Земле, ни в космосе. Благодаря высокой чувствительности АЦС выяснилось, что углекислота и озон могут проявлять себе именно в том диапазоне инфракрасного спектра, где ожидается обнаружить сигнал от молекул метана. Этот газ — один из возможных биомаркеров, поэтому открытие может заставить пересмотреть и предыдущие публикации на тему измерений метана на Марсе, и методы его поиска. Результаты опубликованы в двух статьях, принятых к публикации в журнале Astronomy&Astrophysics и выложенных на сайте журнала в свободном доступе.

---

Спектрометрический комплекс АЦС (ACS — Atmospheric Chemistry Suite, «Комплекс для изучения химии атмосферы» Марса) был создан в ИКИ РАН и предназначен для детального исследования атмосферы Марса с помощью трех инфракрасных спектрометров. Приборы были сконструированы для поиска в первую очередь малых составляющих атмосферы. Это означает очень высокую чувствительность: высокое отношение сигнала к шуму и хорошее спектральное разрешение.

В исследовании использовались данные спектрометра MIR (средний ИК-диапазон 2.3–4.2 микрометра) в составе ACS, полученные за один марсианский год, то есть примерно с начала работы TGO на орбите вокруг Марса с весны 2018 года.

В этом участке ИК-спектра ожидалось найти полосы поглощения метана, расположенные в районе 3.3 микрометра. Метан — один из основных биомаркеров, которые могут свидетельствовать о возможной жизни на Марсе. В этой же области длин волн находятся полосы поглощения молекул воды и углекислого газа, последний из которых составляет основную часть марсианской атмосферы.

Спектрометр MIR наблюдает в режиме солнечных затмений: прибор «смотрит» на край планеты, где сквозь атмосферу Марса просвечивают солнечные лучи. Различные вещества в атмосфере поглощают часть солнечного излучения, и тогда в спектре появляются «провалы» — так называемые линии поглощения. Каждое вещество поглощает излучение с определёнными длинами волн, оставляя свой неповторимый «отпечаток пальцев» на спектра. Кроме этого, вещество с одной и той же химической формулой может иметь несколько полос поглощения, что свидетельствует о различии в строении молекул или разном изотопном составе (в последнем случае говорят про молекулы-изотопологи).

Как рассказывает Александр Трохимовский, сотрудник отдела физики планет ИКИ РАН, первый автор одной и соавтор второй из статей, всё началось с небольших уменьшений сигнала на отдельных длинах волн в спектрах, полученных прибором MIR. Некоторое время эти особенности не привлекали внимания, вернее, считались ошибкой, возникшей во время калибровки данных. Однако после более тщательной обработки эти «артефакты» не исчезли, напротив — обнаружилось около 30 слабых линий поглощения, положение которых не соответствовало ни одной из тех, что уже содержались в спектрометрических базах данных. Явление наблюдалось на малых (ниже 20 км) высотах над поверхностью Марса.

После теоретического анализа было высказано предположение, что речь идёт об открытии новой полосы поглощения основного изотополога углекислого газа (его молекула составлена из основных изотопов углерода и кислорода ¹²С и ¹⁶O), которая возникает в результате магнитно-дипольного перехода. До работы TGO эта полоса считалась запрещенной, не наблюдалась ни на Земле, ни в космосе, и отсутствует в спектроскопических базах данных.

---