Door gloeiende zuurstofatomen krijgt de atmosfeer van de rode planeet een groen tintje.

De atmosferen van planeten gloeien zowel ‘s nachts als overdag voortdurend, doordat zonlicht de interactie aangaat met atomen en moleculen die in de atmosfeer te vinden zijn. Omdat de groene gloed die zo bijvoorbeeld ‘s nachts ontstaat, vrij zwak is, is deze het beste te zien als je er van opzij tegenaan kijkt, bijvoorbeeld vanuit het ISS. En astronauten hebben deze spectaculaire nachtgloed dan ook al heel wat keren gespot.

TGO
Het detecteren van deze gloed rond andere planeten dan de aarde is een stuk lastiger. Maar toch is het de Trace Gas Orbiter nu gelukt om de gloed te detecteren. “Eén van de helderste emissies die we op aarde kunnen zien, ontstaat door de nachtgloed of nauwkeuriger gezegd doordat zuurstofatomen licht afgeven op een heel specifieke golflengte,” vertelt onderzoeker Jean-Claude Gérard. Onderzoekers vermoeden al zo’n 40 jaar dat ook de rode planeet een dergelijke door zuurstofatomen veroorzaakte groene gloed kent. “En dankzij TGO hebben we deze gevonden,” stelt onderzoeker Jean-Claude Gérard.


Om de gloed de spotten, richtten de onderzoekers de benodigde instrumenten aan boord van TGO op het ‘randje’ van Mars. “Vergelijkbaar met het perspectief dat je hebt op foto’s van de aarde, gemaakt vanuit het ISS,” legt onderzoeker Ann Carine Vandaele uit.

Waarnemingen
De onderzoekers bestudeerden de Martiaanse atmosfeer tussen 24 april en 1 december. Ze richtten zich daarbij op een laag van de atmosfeer die tussen de 20 en 400 kilometer van het Martiaanse oppervlak verwijderd is. Het resulteert in een enorme dataset, waarin elke keer weer die gloed opdook. “Het signaal was het sterkst op een hoogte van ongeveer 80 kilometer en varieerde afhankelijk van de veranderende afstand tussen Mars en de zon,” legt Vandaele uit.

CO2
Op basis van hun data kunnen de onderzoekers ook meer zeggen over hoe de gloed precies ontstaat. “We ontdekten dat deze voornamelijk ontstaat doordat CO2 uiteenvalt in koolstofmonoxide en zuurstof,” vertelt Gérard. “En vervolgens zagen we de resulterende zuurstofatomen in zowel zichtbaar als ultraviolet licht gloeien.” Wel bleken de zuurstofatomen in zichtbaar licht veel intenser te gloeien dan in ultraviolet licht. “De observaties op Mars komen overeen met theoretische modellen, maar niet met de gloed die we rond de aarde zien, waar de zichtbare emissie veel zwakker is. Dit suggereert dat we nog meer te weten moeten zien te komen over het gedrag van zuurstofatomen.”


Het onderzoek geeft meer inzicht in de atmosfeer van Mars en de processen die in deze atmosfeer – ook door de seizoenen heen – spelen. En dat is belangrijk. Niet in de laatste plaats met het oog op de verschillende Marsmissies die op korte termijn gepland staan en waarbij landers en rovers zich een weg door die atmosfeer moeten banen alvorens op het oppervlak van Mars te arriveren. “Dit soort observaties helpen ons om te voorspellen hoe de Martiaanse atmosfeer zal reageren op seizoensgebonden veranderingen en variaties in de activiteit van de zon,” aldus onderzoeker Håkan Svedhem. “Het voorspellen van veranderingen in de dichtheid van de atmosfeer is met name van belang voor toekomstige missies, waaronder de ExoMars 2022-missie waarbij een rover en een met wetenschappelijke instrumenten gevuld platform naar het oppervlak van de rode planeet worden gezonden.”