Búsqueda de metano en la atmósfera de Marte mediante promedios de espectros de ocultación solar tomados por NOMAD/TGO

Abstract

A principios de 2016 se lanzó la misión ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) de la ESA y Ros cosmos. Uno de sus principales objetivos es detectar y medir, en su caso, la variabilidad de diversos gases traza. Para ello se utilizan dos instrumentos de sondeo remoto a bordo de TGO. Uno de ellos es el Nadir and Occultation for MArs Discovery (NOMAD), cuyo canal SO mide espectros de transmisión atmosférica en una geometría de ocultación solar. Algunos de estos gases minoritarios, como las especies de azufre, cloro, hidrocarburos o nitrógeno, son de gran interés, ya que pueden revelar procesos en la atmósfera o la superficie desconocidos hasta la fecha. Algunos son también importantes para comprender la evolución astrobiológica y geofí sica de Marte. Sin embargo, debido a su escasa abundancia, sus firmas espectrales pueden estar por debajo del límite de detección. Para mejorar la capacidad de detección de NOMAD, se ha desarrollado una estrategia basada en un promediado cuidadoso de los espectros de transmitancia. El código desarrollado para tal fin, escrito en Python, se ha incorporado al código del Pre-Processing, desarrollado en el IAA para el análisis rutinario de los datos calibrados de nivel 1 de NOMAD. Un simple promedio directo de estas transmitancias no es apropiado debido a dos incertidumbres importantes: (1) errores sistemáticos aún presentes en los datos calibrados, y (2) la opacidad de los aerosoles marcianos, altamente variable y en principio desconocida. En este trabajo se ha seguido una estrategia en dos pasos; en primer lugar se calcula el continuo de absorción debido a los aerosoles, y en un segundo lugar se promedian un conjunto de espectros tras normalizar sus continuos. En este trabajo se presenta la primera aplicación de este método a una pequeña muestra de scans del un orden de difracción que contiene líneas espectrales de HCl, H2O y CH4 . En cuanto al H2O y HCl, se ha conseguido aumentar la SNR en un factor en torno a 4, lo que permite revelar claramente líneas débiles de estos compuestos. En cuanto al CH4 , no se han detectado líneas de absorción de este gas, en consonancia con trabajos anteriores de otros equipos de NOMAD y ACS. Además, se han conseguido abundancias máximas de metano en torno a 0.004 ppbv, con un criterio de 2-Sigma, lo que significa un factor 10 menor que el límite máximo anterior obtenido por Knutsen et al., 2022, con datos de NOMAD, y muy cercano a los límites de detección de ACS (en torno a 1 pptv).