Het vinden van atomaire zuurstof in de atmosfeer van Mars is erg moeilijk, wat verklaart waarom het 40 jaar geleden is dat het voor het laatst werd gedetecteerd. In de jaren '70 ontdekten de Viking- en Mariner-missies van NASA Martiaanse atmosferische zuurstof en nu heeft het Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) atomaire zuurstof gedetecteerd in het bovenste deel van de Mars-atmosfeer, de mesosfeer genaamd.
SOFIA is een speciaal aangepast Boeing 747-vliegtuig met een 100-inch telescoop. Het vliegt op hoogtes tussen 37.000 en 45.000 voet, waardoor het boven het meeste vocht in de atmosfeer van de aarde komt. Dit vocht blokkeert anders de infraroodstraling die SOFIA 'ziet'.
"Atomaire zuurstof in de atmosfeer van Mars is notoir moeilijk te meten", zegt Pamela Marcum, SOFIA-projectwetenschapper. "Om de ver-infrarode golflengten te kunnen observeren die nodig zijn om atomaire zuurstof te detecteren, moeten onderzoekers zich boven het grootste deel van de atmosfeer van de aarde bevinden en zeer gevoelige instrumenten gebruiken, in dit geval een spectrometer. SOFIA biedt beide mogelijkheden. ”
Een speciale detector aan boord van SOFIA, de Duitse ontvanger voor astronomie bij Terahertz-frequenties (GROOT), stelde onderzoekers in staat de atmosferische zuurstof van Mars te onderscheiden van aardse zuurstof. SOFIA-GREAT detecteerde slechts de helft van de hoeveelheid zuurstof die wetenschappers verwachtten te vinden, waarschijnlijk als gevolg van veranderingen en variaties in de atmosfeer. Deze resultaten zijn gepubliceerd in een paper uit 2015 in Astronomie en astrofysica.
Atoomzuurstof heeft een sterk effect op de atmosfeer van Mars omdat het van invloed is op hoe andere gassen uit de atmosfeer ontsnappen. Door de extreme vluchtigheid hecht het zich heel gemakkelijk aan nabijgelegen moleculen; zuurstof zal zich combineren met bijna alle chemische elementen, behalve de edelgassen.
SOFIA is het grootste observatorium in de lucht ter wereld en is een gezamenlijk project tussen NASA en het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum. SOFIA heeft een missie van 20 jaar. Onderzoekers zullen SOFIA blijven gebruiken om de atmosfeer van Mars te bestuderen, om de variaties in zuurstofgehalte beter te begrijpen.
SOFIA is niet de enige missie met ogen op de atmosfeer van Mars. NASA's Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) werd in 2013 gelanceerd om de bovenste atmosfeer van Mars te verkennen en hoe deze wordt beïnvloed door de zonnewind. Men dacht dat de atmosfeer van Mars in het verleden veel dikker was en in de loop van de tijd is weggenomen. Atoomzuurstof speelde in het verleden een rol in de ontsnappende atmosfeer van Mars en zal in de toekomst ongetwijfeld een rol spelen. SOFIA en andere missies zoals MAVEN zullen hopelijk enig licht werpen op de voorbije en toekomstige sferen van Mars.
