마침내 화성 번개의 미스터리가 풀렸습니다

화성에서 회오리치는 먼지 악마에 의해 생성된 소형 번개가 Perseverance 탐사선에 탑재된 마이크에 의해 우연히 감지되었습니다.

연구진은 이번 발견이 화성에 번개가 있었다는 직접적인 증거라고 밝혔다. 그들은 로버의 마이크가 가청 충격파와 함께 불과 몇 센티미터 길이의 전기 아크 신호를 어떻게 포착했는지 설명합니다.

영국 카디프 대학교의 번개 연구원인 다니엘 미처드(Daniel Mitchard)는 “화성의 번개에 대해서는 오랫동안 매우 큰 미스터리가 있었습니다. 아마도 화성에 대한 가장 큰 미스터리 중 하나일 것입니다.”라고 말했습니다. 다니엘 미차드는 연구팀에 속하지는 않았지만 저널에 논평을 썼습니다.

“여기서 중요한 점은 화성의 번개가 어떻게 보일지에 대한 우리의 생각과 일치하는 무언가를 감지한 것으로 보이는 화성 표면에 실제로 탐사선이 있다는 것입니다.”라고 그는 설명합니다.

지구 외에도 목성과 토성의 대기에서 번개가 번쩍이는 것이 목격되었으며, 해왕성과 천왕성에서도 번개가 감지되었습니다. 그러나 1970년대 실험자들이 화성에 번개가 존재해야 한다고 제안한 실험실 작업을 수행했음에도 불구하고 우리와 가장 가까운 행성 이웃에서 번개를 발견하는 것은 더 어렵다는 것이 입증되었습니다.

예를 들어, 연구자들이 화산 모래를 플라스크에 넣고 이를 화성 대기압으로 펌핑했을 때 플라스크 안의 모래를 휘저으면 어둠 속에서 볼 수 있는 빛이 생성되었다고 존스 홉킨스 대학 응용 물리학 연구소의 행성 과학자인 랄프 로렌츠(Ralph Lorenz)는 말합니다.

빛은 모래 조각 사이의 마찰로 인해 발생하는 전하에서 발생했습니다. 전하가 더 많이 축적되면 자동차의 점화 플러그나 더 큰 규모의 번개에서 발생하는 것과 같이 더 갑작스러운 방전이 발생할 수 있다고 그는 말합니다. 결국 지구에서도 화산재로 이루어진 난류 구름 속에서 번개가 발생할 수 있습니다.

“따라서 화성에 먼지나 모래를 날리면 전기가 충전되지 않을 이유가 없습니다.”라고 Lorenz는 말합니다.

최근 그와 몇몇 동료들은 2021년부터 화성 주위를 돌고 있는 자동차 크기의 로봇인 Perseverance 탐사선이 포착한 오디오를 검토하고 있었습니다. 여기에는 마이크가 있고 몇 년 전 과학자들은 회전하는 먼지 악마가 탐사선 위를 지나가는 소리를 들었다고 보고했습니다.

바람과 먼지의 쉭쉭 소리 외에도 만남 중간에 찰칵 소리나 갈라지는 짧은 소리가 들렸다고 로렌츠는 말했습니다. “우리는 그것이 큰 모래알이나 작은 자갈알갱이로 구조물에 부딪히는 것이라고 가정했습니다.”라고 그는 말합니다.

그러나 얼마 지나지 않아 팀원 중 한 명이 과학 회의에 참석하여 대기 전기에 관한 강연을 들었습니다. 프랑스 툴루즈에 있는 Institut de Recherche en Asphysique et Planétologie의 Baptiste Chide는 “방전이 있으면 들을 수 있다고 생각했습니다. 그러다가 이 녹음이 생각났습니다”라고 말했습니다.

그래서 그는 방전이 마이크에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 정전기 발생기를 사용하여 여기 지구에서 몇 가지 실험을 수행했습니다. 그가 본 것은 화성에서 포착된 것과 동일한 신호였습니다. 짧은 전기 간섭에 이어 충격파의 음향 신호가 발생하는 독특한 패턴이 있었습니다.

연구원들은 화성에서 2년 동안 55개의 그러한 사건이 마이크로 포착되었으며, 불꽃은 일반적으로 먼지 악마 및 먼지 폭풍의 전선과 관련이 있다고 말했습니다.

전기 아크는 강한 정전기 스파크처럼 느껴지고 소리가 날 것이라고 Chide는 말했습니다. 우주비행사가 화성에 있었다면 이를 볼 수 있을 수도 있지만 “강한 햇빛에서는 작은 방전을 보기가 어렵고 먼지 악마가 가장 많고 강한 방전이 가장 많이 발생하는 가장 화창한 시간입니다. 즉, 일부 이벤트는 밤에 발생했습니다”라고 그는 말합니다.

연구원들은 미래의 로봇이나 인간의 임무에 미칠 수 있는 위험을 이해하기 위해 이러한 대기 전기 활동을 연구하는 것이 중요하다고 생각합니다. 대부분의 우주 하드웨어는 견고하게 설계되었지만 소련의 Mars 3 임무는 먼지 폭풍 중에 착륙하여 표면에서 약 20초 동안만 작동한 후 갑자기 신비롭게 전송이 종료되었다는 점에 주목합니다.

Lorenz는 “20초 만에 뭔가 바뀌었습니다.”라고 말합니다. “방전 사건이었을까? 그것을 배제할 수는 없을 것 같습니다.”