Diskrete Morgendämmerung auf dem Mars. (Emirates-Mars-Mission) Die Polarlichter der Erde sind ein herrliches Wunder, aber unser Planet ist nicht der einzige Ort im Sonnensystem, an dem diese Phänomene zu finden sind.
Ein atmosphärisches Leuchten, wenn auch manchmal in unsichtbaren Wellenlängen, wurde außer auf jedem Planeten gesichtet Quecksilber , und sogar einige Monde von Jupiter … und selbst ein Komet . Aber Mars Da wird es interessant. Der Rote Planet ist berühmt für sein verlorenes globales Magnetfeld, ein Bestandteil, der anderswo eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Polarlichtern spielt.
Das heißt aber nicht, dass der Mars völlig frei von Magnetismus ist. In einigen Regionen der Kruste, insbesondere auf der Südhalbkugel, entstehen Regionen mit lokalisierten Magnetfeldern. Neue Analysen haben bestätigt, dass diese kleinen, lokalen Magnetfelder auf interessante Weise mit dem Sonnenwind interagieren und Mars erzeugen diskrete (oder strukturierte) ultraviolette Polarlichter .
„Wir haben die erste detaillierte Studie, die untersucht, wie sich die Sonnenwindbedingungen auf Polarlichter auf dem Mars auswirken“, sagte der Physiker und Astronom Zachary Girazian der University of Iowa.
„Unsere wichtigste Erkenntnis ist, dass innerhalb der Region mit starkem Krustenfeld die Häufigkeit des Auftretens von Polarlichtern hauptsächlich von der Ausrichtung des Magnetfelds des Sonnenwinds abhängt, während außerhalb der Region mit starkem Krustenfeld die Häufigkeit des Auftretens hauptsächlich vom dynamischen Druck des Sonnenwinds abhängt.“
Hier auf der Erde wissen wir ziemlich gut, wie Polarlichter – Borealis und Australis – entstehen. Sie entstehen, wenn Teilchen des Sonnenwinds mit der Magnetosphäre der Erde kollidieren, und entstehen dann entlang der Linien des Magnetfeldes beschleunigt in hohe Breiten, wo es in die obere Atmosphäre regnet.
Dort interagieren sie mit atmosphärischen Partikeln und erzeugen schimmernde Lichter, die über den Himmel tanzen.
Es gibt Hinweise darauf, dass sich die Phänomene auf ähnliche Weise auch auf anderen Körpern bilden. Zum Beispiel sind es die mächtigen, permanenten Polarlichter des Jupiter auch erleichtert durch das komplexe Magnetfeld des riesigen Planeten.
Aber das globale Magnetfeld des Mars zerfiel ziemlich früh in der Geschichte des Planeten , nur zurücklassen Flecken von Magnetismus in magnetisierten Mineralien in der Kruste konserviert. Ultraviolette Bilder des Mars bei Nacht haben gezeigt, dass Polarlichter dazu neigen, sich in der Nähe dieser Krustenmagnetfelder zu bilden, was sinnvoll ist, wenn magnetische Feldlinien für die Teilchenbeschleunigung erforderlich sind.
Die Arbeit von Girazian und seinem Team berücksichtigt auch die Sonnenwindbedingungen. Sie analysierten Daten aus dem Marsatmosphäre und volatile Entwicklung (MAVEN) Raumsonde, die seit 2014 ultraviolette Bilder des Roten Planeten sammelt. Sie ist außerdem mit einem Instrument namens Solar Wind Ion Analyzer ausgestattet, das, wenig überraschend, den Sonnenwind analysiert.
Sie verglichen Daten zum dynamischen Druck des Sonnenwinds sowie zur Stärke und zum Winkel des interplanetaren Magnetfelds mit ultravioletten Daten der Mars-Auroren. Sie fanden heraus, dass außerhalb der Magnetfeldregionen der Kruste der dynamische Druck des Sonnenwinds eine signifikante Rolle bei der Erkennungshäufigkeit von Polarlichtern spielt.
Allerdings scheint der Druck des Sonnenwinds kaum eine Rolle für die Helligkeit besagter Polarlichter zu spielen. Dies deutet darauf hin, dass Weltraumwetterereignisse wie koronale Massenauswürfe, bei denen Massen geladener Teilchen von der Sonne ausgestoßen werden und mit einem höheren Sonnenwinddruck verbunden sind, Mars-Auroren auslösen könnten.
Innerhalb der Magnetfeldregionen der Kruste scheint die Ausrichtung des Magnetfelds und des Sonnenwinds eine wesentliche Rolle bei der Entstehung von Polarlichtern auf dem Mars zu spielen. Bei bestimmten Ausrichtungen scheint der Sonnenwind die magnetischen Wiederverbindungsereignisse oder die Teilchenbeschleunigung zu begünstigen, die zur Erzeugung des ultravioletten Leuchtens erforderlich sind.
Diese Ergebnisse, so die Forscher, enthüllen neue Informationen darüber, wie Wechselwirkungen mit dem Sonnenwind Polarlichter auf einem Planeten erzeugen können, der nicht über sein globales Magnetfeld verfügt. Diese Informationen können verwendet werden, um die Entstehung diskreter Polarlichter auf sehr unterschiedlichen Welten besser zu verstehen.
„Jetzt ist eine sehr fruchtbare und aufregende Zeit für die Erforschung der Polarlichter auf dem Mars“, sagte Girazian .
„Die Datenbank diskreter Polarlichtbeobachtungen, die wir von MAVEN haben, ist die erste ihrer Art und ermöglicht es uns zum ersten Mal, grundlegende Merkmale des Polarlichts zu verstehen.“
Die Forschung wurde im veröffentlicht Zeitschrift für geophysikalische Forschung: Weltraumphysik .