연구에 따르면 화성에 번개가 치는 경우 지구에 번개가 치는 것보다 에너지가 적고 빈도가 낮을 수 있으며 이는 모두 붉은 행성의 희박한 공기 때문입니다.
과학자들은 2006년 화성에서 발생한 먼지 폭풍의 극초단파 복사를 연구한 후 2009년 화성에 번개를 처음으로 고정했다고 발표했습니다.
그러나 후속 조사에서는 유럽 우주선 화성 익스프레스가 5년 동안 수집하고 캘리포니아의 알렌 망원경 어레이에서 3개월 동안 수집한 데이터에도 불구하고 먼지가 많은 화성 폭풍에서 번개의 전파 증거를 찾을 수 없었습니다.
화성에서 낙뢰가 드문 이유를 알아내기 위해 과학자들은 먼지 폭풍을 일으킬 수 있는 번개 유형에 초점을 맞췄습니다. 이 폭풍의 모래 알갱이와 기타 입자는 일상적인 정전기와 같은 효과인 "마찰전기 효과"를 통해 전하를 축적할 수 있습니다. 두 물체가 반복적으로 충돌하거나 서로 문지르면 한 물질의 표면이 다른 물질의 표면에서 전자를 훔쳐 전하를 축적할 수 있습니다.
새로운 연구에서 과학자들은 화성 지각에서 발견되는 어두운 화산암인 현무암 알갱이를 실험했습니다. 연구원들은 30분 동안 진동하는 판 위에 1~2mm 너비의 구형 입자를 배치하여 마찰전기 전하를 생성했습니다. 그런 다음 과학자들은 판 중앙에 있는 구멍에서 알갱이를 제거하고 전하 수준을 측정했습니다.
연구원들은 실험이 수행된 챔버의 기압을 0.03에서 80밀리바까지 다양하게 했습니다. 이에 비해 화성의 평균 대기압은 6밀리바이며, 화성의 가장 높은 화산 봉우리에서 1밀리바 미만, 붉은 행성의 깊은 계곡에서 10밀리바 이상에 이르기까지 다양합니다. 지구에서 평균 대기압은 해수면에서 약 1000밀리바입니다.
과학자들은 낮은 기압에서 현무암 알갱이에 전하가 거의 축적되지 않는다는 것을 발견했습니다. 전반적으로 화성의 대기압에서 샘플의 전하는 최고 압력에서 테스트했을 때보다 5배 낮았으며 지구 해수면에서 평균 대기압과 비교하면 훨씬 적습니다. 실제로 화성의 대기압에서 샘플을 충전하는 것이 가장 적게 작동합니다.
지구에서는 깊은 우주의 우주선이나 태양의 자외선과 같은 다른 현상도 번개를 형성하는 데 필요한 전하를 생성하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 Wurm에 따르면 이러한 메커니즘은 화성에서 번개를 생성할 만큼 충분히 강력하지 않을 수 있습니다.
과학자들은 Icarus 매거진의 2019년 10월호에서 그들의 발견을 자세히 설명했습니다.