Vores øjne kan ikke se dem, men Martian auroras er der og mere almindeligt, end vi engang troede. Martianuroras blev først opdaget i 2016 af NASAs MAVEN-rumfartøj. Nu udvider nogle nye resultater vores viden om disse usædvanlige auroras.
De fleste Space Magazine-læsere ved om Jordens auroraer, og hvordan de er oprettet. Når en kraftig nok solvind rammer Jordens magnetosfære, bliver partikler (normalt elektroner, men undertiden protoner) begejstrede og ioniserer forskellige komponenter i atmosfæren. Det udsender forskellige farver og lysformer. Fænomenet skaber en bevægende, flyktig visning, der betager øjet. Auroras er normalt begrænset til de nordlige og sydlige polære breddegrader, undtagen når solvinden er meget kraftig.
Martianuroras er ens og forskellige.
Martianuroras er alle protonururaer, og de forekommer i løbet af dagen. De udsender kun ultraviolet lys, hvilket betyder, at vores øjne er blinde for dem. Men et instrument i MAVEN (Mars Atmosphere og Volatile EvolutioN) rumfartøjet kan se dem. Det kaldes Imaging UltraViolet Spectrograph (IUVS.)
MAVEN undersøger den Martiske atmosfære. Et af spørgsmålene er meget specifikt: hvordan mistede det sin atmosfære? For at svare, at den observerer den øvre atmosfære, ionosfæren, og hvordan Mars interagerer med solvinden. Som en del af sit arbejde opdagede den Mars 'protonuroraer.
Marsprotonururas og tabet af Mars 'atmosfære og levedygtighed hænger sammen. Mars er omgivet af en brintkoronona, der kommer fra planeten selv. Da dette brint undslipper fra Mars, skaber det vandtab. Der er en sammenhæng mellem hastigheden og intensiteten af Martian auroras og vandtab.
”Måske en dag, hvor interplanetær rejse bliver almindelig ... rejsende vil bevidst se de sidste stadier af Mars miste resten af sit vand til rummet.”
Andréa Hughes, hovedforfatter, Embry-Riddle Aeronautical University
Når solvinden fra Solen rammer Mars, er det virkelig bare protoner: brintatomer med deres elektron fjernet af intens varme. Protonen rammer brintkorononen, stjæler en elektron og bliver et atom igen med en neutral ladning. Da det nu er neutralt, omgår det bukschoket fra Mars magnetosfære. Derefter smækker atomet ind i Mars 'tynde atmosfære, kolliderer med gasmolekyler og udsender ultraviolet lys.
”I denne nye undersøgelse ved anvendelse af MAVEN / IUVS-data fra flere Mars-år har teamet fundet, at perioder med øget atmosfærisk flugt svarer til stigninger i proton aurora-forekomst og intensitet,” sagde Andréa Hughes fra Embry-Riddle Aeronautical University i Daytona Beach, Florida . Hughes er hovedforfatter af et nyt papir med titlen "Proton Aurora on Mars: A Dayside Phenomenon Pervasive in Southern Summer." Det blev offentliggjort 12. december i Journal of Geophysical Research, Space Physics.
”Måske en dag, når interplanetær rejse bliver almindelig, vil rejsende, der ankommer til Mars i den sydlige sommer, have sæder på forreste række for at observere Martian proton aurora, der majestætisk danser over hele klodens dybde (selvom de bærer selvfølgelig ultraviolet-følsomme beskyttelsesbriller). Disse rejsende vil være vidne til de første faser af Mars, der mister resten af sit vand til rummet, ”siger Hughes i en pressemeddelelse.
Første gang, at MAVEN opdagede Martianuroras, troede forskere, at det var et relativt sjældent fænomen. Men nu har de fundet disse UV-protonuroraer meget oftere. ”Først troede vi, at disse begivenheder var temmelig sjældne, fordi vi ikke kiggede på de rigtige tidspunkter og steder,” sagde Mike Chaffin, forskningsvidenskab ved University of Colorado Boulders laboratorium for atmosfærisk og rumfysik (LASP) og anden forfatter af undersøgelsen.
”Men efter et nærmere kig fandt vi, at proton-aurora forekommer langt oftere i sydlige sommerobservationer på dagen, end vi oprindeligt forventede.” Holdet har fundet proton-aurora i ca. 14 procent af deres observationer på dagen, hvilket stiger til mere end 80 procent af tiden, når kun sydlige sommerobservationer overvejes. "Til sammenligning har IUVS opdaget diffus aurora på Mars i nogle få procent af kredsløb med gunstig geometri, og diskrete aurora-detektioner er stadig sjældnere i datasættet," sagde Nick Schneider, medforfatter og leder af IUVS-teamet ved LASP.
Det faktum, at disse auroras er mere rigelige i løbet af sommeren, nærmere bestemt sydlige sommer, fascinerede forskere. Det var et fingerpeg om, hvordan de kunne spore Mars 'løbende vandtab. Mars er tættest på Solen i løbet af det sydlige og sommeren og modtager derfor mere solvind. Sommeren kan også skabe enorme støvstorme, som ikke kun skaber store støvtårne op til 80 kilometer høje, men også tvinger vanddamp højt ind i atmosfæren.
Sol-UV bryder vanddampen fra hinanden til brint og ilt, og det forøgede brint i Mars 'hydrogen-korona betyder, at interaktioner mellem det og solpartikler øges, hvilket skaber UV-auroras.
”Alle de nødvendige betingelser for at skabe Mars-proton-aurora (f.eks., solvindprotoner, en udvidet brintatmosfære og fraværet af et globalt dipolmagnetisk felt) er mere almindeligt tilgængelige på Mars end dem, der er nødvendige for at skabe andre typer aurora, ”sagde Hughes. ”Forbindelsen mellem MAVENs observationer af øget atmosfærisk flugt og stigninger i proton aurorafrekvens og intensitet betyder også, at proton aurora faktisk kan bruges som en proxy til hvad der sker i brintkoronaen omkring Mars, og derfor en proxy i tider med øget atmosfærisk flugt og vandtab. ”
Mere:
- Pressemeddelelse: Den nyfundne Martian Aurora Faktisk den mest almindelige; Kaster lys over Mars 'skiftende klima
- Forskningsartikel: Proton Aurora on Mars: A Dayside Phenomenon Pervasive in Southern Summer
- Space Magazine: Når Martian Storms virkelig kommer i gang, skaber de tårne med støv, 80 kilometer høj
- Forskningsabstrakt: Mars Express Observations of the Hydrogen Corona of Mars
