Kızıl gezegen Mars'ın kumları arasında çalışan bir keşif aracı, asırlık bir sorunun yanıtını buldu: Eğer Mars'ta kimsenin duymadığı yıldırım çatırdıyorsa, yine de ses çıkarır mı?
NASA'nın Perseverance keşif aracının elde ettiği kayıtlarda bilim insanları, Mars'ın yoğun toz fırtınaları ve kasırgaları sırasında ilk kez elektriksel boşalmalar tespit etti. Bu olay, iki Mars yılı boyunca toplam 55 kez kaydedildi.
Önemli olan, bu olayların gözlemlendiği tozlu hava koşulları, Mars'ın ince ve kupkuru atmosferinde elektrik üretmek için gereken özel koşulları ortaya koydu. Bu durum uzun zamandır şüphelenilen ancak şimdiye kadar doğrudan kanıtlanamayan bir gelişmeydi.
Yıldırım, atmosferdeki türbülanslı koşulların parçacıkları birbirine sürtünerek yük oluşturduğunda meydana gelir. Nihayetinde o kadar çok yük birikir ki, bir yere gitmesi gerekir ve bu da elektriksel boşalmaya yol açar.
Dünya'da yıldırım yaygındır ve gezegenimizdeki en muhteşem hava olaylarından bazılarını oluşturur.
Genellikle su buharı bulutlarıyla ilişkilidir, ancak ıslaklık şart değildir. Örneğin, volkanlardan püsküren devasa kül bulutlarında da yıldırım boşalmaları görülür.
İzole edici olan kuru silikat parçacıklarından oluşan kum fırtınaları bile, elektriksel boşalmaları tetikleyecek kadar yük üretebilir.
Bilim insanları, Mars'ın çoğunlukla karbondioksitten oluşan atmosferi Dünya'nınkinden çok daha ince ve kuru olmasına rağmen, benzer mekanizmaların Mars'ta da işliyor olabileceğini öne sürmüştü.
Ne de olsa, Jüpiter ve Satürn'de yıldırım kaydedildi ve Neptün ile Uranüs'te de varlığı tespit edildi. Hatta Venüs'te yıldırımın varlığı hala açık bir soru olarak duruyor.
Modeller, Mars'ta elektriksel boşalmalar meydana gelirse, atmosfer basıncının en yüksek olduğu yüzeye yakın bölgelerde olma olasılığının yüksek olduğunu öne sürüyor.
Şans eseri, Mars yüzeyinde çalışan keşif araçlarımız var ve bunlardan biri olan Perseverance, yıldırım belirtilerini tespit edebilen bir cihaza sahip.
Fransa'daki Toulouse Üniversitesi'nden gezegen bilimci Baptiste Chide liderliğindeki bir bilim insanı ekibi, Perseverance'ın ses verilerini ve elektromanyetik girişimi kaydedebilen SuperCam mikrofonunun topladığı verileri analiz etti.
Gezegenin dönen tozu arasındaki elektriksel boşalma belirtilerini arayarak 28 saatlik mikrofon kayıtlarını incelediler.
55 olay tespit ettiler; bunlardan 7'si tam anlamıyla belirgin bir elektriksel boşalma imzası yakaladı. İlk olarak cihaz, elektriksel boşalmanın mikrofonun kablolarıyla etkileşime girmesiyle oluşan ani bir elektronik "takırtı" kaydetti. Bu takırtıyı yaklaşık 8 milisaniye süren bir rahatlama veya "ringdown" izledi.
Perseverance'ın tam olarak kaydettiği yedi olay, elektriksel boşalmanın çevresindeki havayı ısıtıp genişletmesiyle oluşan küçük bir ses patlamasının akustik imzasıyla sonuçlandı. Bu, elektrik boşalmasının yarattığı çok küçük bir gök gürültüsüydü.
Kayıtların gerçekten de minyatür yıldırım boşalmalarından geldiğinden emin olmak için araştırmacılar, Dünya'da bir SuperCam kopyası kullandılar. Mars kayıtlarının profilini tekrarlayan elektriksel boşalmaları kaydettiler.
İlginç bir şekilde, atmosferdeki yüksek toz konsantrasyonu tek başına elektrik üretmek için yeterli değildi.
Olayların büyük çoğunluğu (55'ten 54'ü), çalışma süresi boyunca Perseverance'ın Mars'ta kaydettiği en güçlü rüzgarların en üst %30'luk dilimi sırasında meydana geldi ve çoğu toz fırtınası cepheleriyle ilişkiliydi.
Bu arada, Perseverance'ın iki toz şeytanıyla karşılaşması sırasında 16 elektriksel boşalma kaydedildi.
Kaydedilen yedi gök gürültüsünün altısına dayanarak, çoğu boşalma küçüktü, sadece 0.1 ila 150 nanojoule civarındaydı. Yedinci akustik olay en büyüğüydü ve 40 milijoule olarak kaydedildi. Bu, muhtemelen parçacıkların Perseverance'a sürtünmesiyle oluşan yük birikimiyle ilişkili, keşif aracından toprağa bir boşalmayla tutarlıydı.
Buna karşılık, Dünya'daki ortalama bir buluttan yere yıldırım, yaklaşık bir milyar joule boşaltır. Dolayısıyla, Mars'ta görülen yıldırım, Dünya'dakinden büyük ölçüde farklıdır, ancak varlığı tespit edilmiştir ve bu durumun bazı ilginç sonuçları vardır.
Açık olan bir sonuç, gelecekteki Mars keşif teknolojilerinin tasarımını, artık varlığını bildiğimiz elektriksel boşalmalardan korumak için bilgilendirebileceğidir. Gezegen bilimcileri, erken Dünya için yaptıkları gibi, elektriksel boşalma tarafından aracılık edilen Mars atmosferindeki kimyasal reaksiyonları artık daha doğru bir şekilde modelleyebilir.
Daha spekülatif bir düzeyde, Dünya'da yaşamın ortaya çıkışına dair bazı mevcut teoriler, moleküllerin biyolojiye dönüşmesi için gerekli bileşenlerin bir teslimat sistemi olarak yıldırımı kullanır. Eğer Mars'ta yıldırım varsa, astrobiyologlar da bunu oradaki yaşam olasılığı tahminlerine dahil edebilirler.
Chide ve meslektaşları, "Bu çalışma, Mars atmosferi için önemli bir araştırma alanını açıyor… ve elektriksel fenomenleri ve bunların Mars atmosferindeki sonuçlarını dikkate alan yeni atmosfer modellerinin geliştirilmesini teşvik ediyor" sonucuna varıyor.
Bulgular, Nature dergisinde yayınlandı.
