Mystiske kæmpeskyer opdaget på Mars

I marts 2012 fik nogle amatørastronomer øje på et mærkeligt fænomen nær planeten Mars.

200-250 kilometer over Mars’ sydlige halvkugle kunne de skimte en kæmpestor skylignende formation.

Skyen vakte stor forbløffelse blandt forskere, for hvad i alverden bestod den af? Og hvordan var den opstået?

I en ny undersøgelse i det videnskabelige tidsskrift Nature har en international forskergruppe kastet sig over mysteriet og efterprøvet mulige forklaringer på, hvad Mars-skyen kan være for et fænomen.

»Vi hælder mest til, at skyen består af is, som er lavet af vand eller kuldioxid. Men det kræver at der sker et fald i temperaturen i atmosfæren på omkring 50 grader, og det havde man ikke forventet,« fortæller den ledende forsker bag studiet, spanske Agustin Sanchez-Lavega, til Videnskab.dk.

Skyerne dannes om morgenen

Da kæmpeskyen blev observeret i marts og april 2012, blev den skabt i løbet af cirka 10 timer, og den blev hængende i de øverste lag af Mars atmosfære i mere end en uge.

Siden amatørastronomerne første gang observerede fænomenet, har forskerne dykket ned i arkiver med gamle billeder af Mars, og her har de også genfundet flere andre eksempler på samme type kæmpeskyer – blandt andet i billeder fra rumteleskopet Hubble.

»Skyerne bliver tilsyneladende skabt i de kolde morgener på Mars,« fortæller Agustin Sanchez-Lavega fra Universidad del País Vasco i Spanien.

Dansk forsker: Meget spændende

På Københavns Universitet mener den mangeårige Mars-forsker Morten Bo Madsen, at den nye opdagelse er »meget spændende.«

»Ud fra undersøgelsen i Nature ser det ud til, at der er tale om skyer af iskrystaller, som er kommet meget højere op i atmosfæren, end hvad man hidtil har set. Det bliver spændende at finde ud af, hvad det er for en mekanisme, der driver skydannelsen, og hvordan de kan komme så langt ud i atmosfæren,« siger planetfysiker Morten Bo Madsen, som er lektor ved Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet.

Det er langt fra første gang, at forskere har opdaget skyer over Mars, men det særlige ved de nyopdagede skyer er, at de befinder sig så ekstremt højt oppe i Mars atmosfære – og at de er store.

»Isskyer og støvskyer er blevet observeret mange gange omkring Mars, men det har typisk været omkring 50 kilometers højde og i sjældne tilfælde i 100 kilometers højde. Men det er aldrig før set så højt som 200-250 kilometers højde,« forklarer Agustin Sanchez-Lavega.

Tre hypoteser om skyerne

Sammen med en international gruppe af forskere har Agustin Sanchez-Lavega opstillet tre hypoteser om, hvad skyerne kan bestå af – og bagefter har de undersøgt, hvor sandsynlige de tre hypoteser er.

Ifølge de tre hypoteser kan skyerne bestå af:

• Støv. Mars er en støvet planet, og skyer af rødt støv er før blevet observeret lavere i atmosfæren.
• Is. Ifølge forskerne kan is-skyen både vise sig at bestå af frosset vand eller frosset kuldioxid (CO2), kendt som tøris. Skyer af vandis og tøris er også tidligere blevet observeret lavere i Mars atmosfære.
• Auroraer. En sidste hypotese, som forskerne har efterprøvet er, at skyerne kunne være auroraer – altså et fænomen, som svarer til nordlyset på vores egen planet.

Lyset sladrer om skyerne

For at undersøge om der er hold i de to første hypoteser, har forskerne blandt andet set på, hvordan lyset fra Solen bliver reflekteret i kæmpeskyen på Mars.

Selvom lyset fra Solen fremstår hvidt eller gulligt for det blotte øje, indeholder lyset i virkeligheden alle regnbuens farver.

Her vidste forskerne i forvejen, at støvet på Mars er særligt effektivt til at absorbere den blå del af lyset fra Solen.

»Vi ved, at Mars-støv særligt absorberer det blå lys fra Solen, mens det reflekterer mest af det røde lys – det er derfor, støvet ser rødt ud. Så hvis der var tale om skyer af støv, ville man altså kunne se, at de reflekterede mest af det røde lys. Men det passer ikke med observationerne af skyerne,« forklarer Morten Bo Madsen fra Københavns Universitet.

Lyset passer godt med is

Til gengæld passer observationerne fint med, at skyerne kunne bestå af små partikler af is – både vand-is eller tøris passer fint med farven på det lys, der reflekteres fra skyerne.

»Ispartiklerne er typisk hvide, og de reflekterer alle bølgelænger af lyset nogenlunde ens. Deres målinger passer med, at det både kunne være ispartikler af vand og af CO2, men der er for stor usikkerhed til at de kan sige, om det er det ene eller det andet,« siger Morten Bo Madsen, som roser forskerne for at have lavet »et grundigt og troværdigt stykke arbejde.«

Den sidste hypotese om, hvad de mystiske skyer består af, er, at der er tale om auroraer – altså et fænomen, som svarer til de smukke nordlys på vores egen planet.

Er det Mars’ svar på nordlys?

Auroraer bliver dannet, når Solen sender energirige partikler ind mod Jorden – eller i dette tilfælde Mars.

Her rammer de energirige partikler forskellige molekyler i planetens atmosfære, og det fører til udsendelse af lys i forskellige farver.

»Man har før set, at der kan opstå auroraer på Mars, når der har været heftig solaktivitet. Men det er alligevel ikke særlig sandsynligt, at der er tale om auroraer i det her tilfælde.«

»De har tjekket op på det, og der har ikke været nogen særlig solaktivitet på de tidspunker, hvor man har observeret skyerne. Man mener, at der skal usædvanlig solaktivitet til, før man kan observere auroraer på Mars,« fortæller Morten Bo Madsen og tilføjer:

»På den måde kan de altså vise, at det er usandsynligt, at skyerne består af støv eller auroraer. Tilbage har vi så vandis og tøris, som den mest sandsynlige kandidat til, hvad det er for en slags partikler, der udgør disse her højtliggende skyer.«

Forsker: Vandis er mest sandsynligt

Spørger man lederen bag det nye studie, Agustin Sanchez-Lavega, lyder hans forsigtige bud, at »det er mest sandsynligt,« at skyen består af partikler af frosset vand.

Uanset hvilken forklaring der er den rigtige, så påpeger forskerne i deres artikel, at »begge forklaringer udfordrer vores nuværende forståelse af den øverste del af Mars atmosfære.«

»Vi har modeller, som forudsiger strukturen og dynamikken i Mars atmosfære på ethvert tidspunkt på året og på ethvert sted på planeten. Men de her modeller kan ikke forudsige en termisk struktur, som passer med tid og sted for skydannelsen i 2012,« lyder det uddybende fra Agustin Sanchez-Lavega i en e-mail til Videnskab.dk.

Kan læse os nyt om at lande på Mars

På Københavns Universitet er Morten Bo Madsen enig i, at der må nye forklaringer på bordet for at få regnskabet til at gå op, så det er muligt at få dannet skyer så højt oppe i Mars atmosfære.

»Skyerne er så højt oppe, at det er næsten uden for atmosfæren. Det er spændende, hvad det kan være for en mekanisme, der driver det. Der skal noget specielt til at få skyerne helt derud – det har vi ikke nogen forklaring på endnu. Men denne her undersøgelse vil garanteret give anledning til, at en masse forskere vil forsøge at lave nye modeller, som kan give en forklaring,« siger Morten Bo Madsen.

Ifølge Agustin Sanchez-Lavega er forståelsen af Mars atmosfære og skydannelsen omkring planeten blandt andet vigtig, når man skal navigere et rumskib ned på den røde planet.

»Opdagelsen kan lære os noget nyt om, hvordan de øverste lag af Mars atmosfære opfører sig, og det er vigtigt for rumfartøjer, som er i kredsløb tæt på planeten, eller som vil lande på planeten,« slutter Agustin Sanchez-Lavega.