Helfen Sie mit, die falschen MRO-Beobachtungen von hydratisierten Mineralien auf dem Mars zu verstehen

Der Science News-Artikel Ein Orbiter-Fehler kann bedeuten, dass einige Anzeichen von flüssigem Wasser auf dem Mars nicht echt sind :

Einige Anzeichen von Wasser auf dem Mars sind möglicherweise gerade ausgetrocknet.

Dank der Art und Weise, wie Daten vom Mars Reconnaissance Orbiter der NASA verarbeitet werden, sieht das Raumschiff möglicherweise Anzeichen von hydratisierten Salzen, die nicht wirklich vorhanden sind , berichten Planetenwissenschaftler am 9. November online in den Geophysical Research Letters.

Dieser Mangel an Salzen könnte bedeuten, dass bestimmte Orte, die als Orte vorgeschlagen werden, an denen heute Leben auf dem Mars existieren könnte, einschließlich angeblicher Streifen flüssigen Wassers an den Wänden von Marskratern, wahrscheinlich trocken und leblos sind.

„Die Leute glauben, dass diese Umgebungen von Mikroben bewohnt werden könnten“, sagt die Planetenforscherin Ellen Leask vom Caltech. Aber „es könnte tatsächlich keine wirklichen Beweise dafür geben“, zumindest nicht aus dem Orbit.

Leask und ihre Kollegen fanden das Problem bei der Suche nach hydratisierten Salzen namens Perchlorate in Karten des Mars, die vom Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM ) des Orbiters aufgenommen wurden . Perchlorate können den Gefrierpunkt von Wasser um bis zu 80 Grad Celsius senken, was ausreichen könnte, um Eis im kalten Marsklima zu schmelzen.

Der Bericht ist Open Access in Geophysical Research Letters: Challenges in the Search for Perchlorate and Other Hydrated Minerals with 2.1‐μm Absorptions on Mars Leask, EK, Ehlmann, BL, Dundar, M. Murchie, SL Seelos, FP, https:// agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2018GL080077

Die fraglichen Daten stammen vom CRISM ( Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars ) des Mars Reconnaissance Orbiter, einem hyperspektralen Vis-NIR-Push-Broom-Imager, bei dem ein 1D-Linienbild in der Wellenlänge kreuzgestreut und auf einem 2D-Array aufgezeichnet wird, während sich das Raumschiff darüber bewegt Die Oberfläche des Mars.

Wenn ich das richtig verstehe, führten während der späteren Bildanalyse und einige der Korrekturen an den Daten, die dazu gedacht waren, "Spitzen" in einigen Observablen ( Despikierung ) zu kompensieren, die während großer Helligkeitsänderungen auftraten, zu spektralen Merkmalen, die auf das Vorhandensein von hydratisierten Mineralien hindeuteten, die dies nicht taten Es gibt sie nicht.

Frage: Aber ich finde die Beschreibung des für den Fehler verantwortlichen Schritts in der Analyse etwas kompliziert. Ist es etwas Einfaches wie die Division durch sehr kleine Werte, die zu einer Spitze in einer abgeleiteten Größe führt, gefolgt von einer groben Interpolation, um sie zu glätten? Was genau bedeutet es, wenn sie von wenigen Pixeln sprechen, gibt es einige physische Stellen auf dem Detektor, die sich anders verhalten, oder einen spektralen Hotspot von Artefakten im Gitter? (z. B. Woods-Anomalien)? „Aber für 0,05 Prozent der Pixel glättet es sich auf eine Weise, die wie Perchlorat aussieht.“

Potenziell hilfreiche Ressource: Regularisierung von Beobachtungen des Mars Reconnaissance Orbiter CRISM mit Hyperspektralbildgebung entlang der Spur überabgetastet

Jede Hilfe bei der Übersetzung der "processingesischen" Sprache in etwas, das für einen Nicht-Astronomen leichter verständlich ist, wäre eine große Hilfe!

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Die Kamera von CRISM funktioniert jedoch nicht perfekt. Es kann durch Grenzen zwischen Hell und Dunkel abgeworfen werden, wie eine schattige Region am Rand einer Klippe. Einige Pixel in der Kamera des Orbiters brauchen einen Bruchteil einer Millisekunde, um zu erkennen, dass sich die Oberflächenfarbe geändert hat, also zeichnen sie einen zusätzlichen hellen oder dunklen Punkt auf, wo er nicht sein sollte. Planetenwissenschaftler haben Software, um diese „Spitzen“ in den Spektren zu korrigieren und die Daten zuverlässiger und leichter lesbar zu machen.

Aber die Korrektur führt manchmal zu Einbrüchen in den Spektren bei denselben Wellenlängen wie bei Perchloraten, die Leask und Ehlmann und ihre Kollegen gefunden haben. „Wir haben auf clevere Weise einen Weg gefunden, um das stachelige Rauschen loszuwerden“, sagt Ehlmann. „Aber für 0,05 Prozent der Pixel glättet es sich auf eine Weise, die wie Perchlorat aussieht.“

Die Forscher fanden den Fehler, als sie in CRISM-Bildern nach kleinen Anzeichen der Salze suchten. Unter der Annahme, dass der Orbiter bereits große Ablagerungen von Perchloraten entdeckt hätte, falls vorhanden, schrieb das Team einen Algorithmus, um kleinere Spuren zu finden, die weniger als 10 Pixel in einem CRISM-Bild bedeckten. Und die Wissenschaftler begannen, überall Perchlorate zu sehen, einschließlich des Jezero-Kraters, der von der NASA am 19. November als Landeplatz für den Mars-2020-Rover ausgewählt wurde (SN Online: 19.11.18).

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Abbildung 1. Beispiel für das (a) räumliche und (b) spektrale Erscheinungsbild des Artefakts, das die Nebenabsorptionen erzeugt, dargestellt in Verhältnis I/F und Verhältnis der Strahldichte. Der Schwellenwert für ein Artefakt ist dort definiert, wo die verhältnismäßige Strahldichte um mehr als 1 % vom verhältnismäßigen I/F abweicht (c). Zum Vergleich sind Laborspektren von Mineralien mit einer Absorption von 2,1 μm gezeigt (d) (aus der USGS-Spektrenbibliothek (Clark et al. (2007)) und Hanley et al. (2015)).