Øynene våre kan ikke se dem, men Marsianuroras er der, og mer vanlig enn vi en gang trodde. Martianurorasene ble først oppdaget i 2016 av NASAs MAVEN-romfartøy. Nå utvider noen nye resultater kunnskapen vår om disse uvanlige aurorene.
De fleste Space Magazine-lesere vet om jordas auroraer og hvordan de er skapt. Når en kraftig nok solvind rammer jordas magnetosfære, blir partikler (vanligvis elektroner, men noen ganger protoner) begeistret og ioniserer forskjellige komponenter i atmosfæren. Som avgir varierende farger og lysformer. Fenomenet skaper en bevegelig, flyktig visning som fenger øyet. Auroras er vanligvis begrenset til de nordlige og sørlige polar breddegrader, bortsett fra når solvinden er veldig kraftig.
Martianuroras er like og forskjellige.
Martianuroras er alle protonuroraer, og de forekommer i løpet av dagen. De avgir bare ultrafiolett lys, noe som betyr at øynene våre er blinde for dem. Men et instrument på MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) romskipet kan se dem. Det kalles Imaging UltraViolet Spectrograph (IUVS.)
MAVEN undersøker den martiske stemningen. Et av spørsmålene er veldig spesifikt: hvordan mistet det atmosfæren? For å svare at den observerer den øvre atmosfæren, ionosfæren, og hvordan Mars samhandler med solvinden. Som en del av arbeidet oppdaget den Mars 'protonuroraer.
Marsprotonuroraene og tapet av Mars 'atmosfære og brukbarhet henger sammen. Mars er omgitt av en hydrogenkorona som kommer fra planeten selv. Når dette hydrogenet slipper ut fra Mars, skaper det vanntap. Det er en sammenheng mellom hastigheten og intensiteten til Martian auroras og vanntap.
"Kanskje en dag, når interplanetarisk reise blir vanlig ... reisende vil være vitne til de siste stadiene av Mars som mister resten av vannet til verdensrommet."
Andréa Hughes, hovedforfatter, Embry-Riddle Aeronautical University
Når solvinden fra sola treffer Mars, er det egentlig bare protoner: hydrogenatomer med elektronet deres frastjålet av intens varme. Protonet slår mot hydrogenkorona, stjeler et elektron og blir et atom igjen med en nøytral ladning. Siden den nå er nøytral, omgår den baugsjokket til Mars magnetosfære. Så smeller atomet inn i Mars 'tynne atmosfære, kolliderer med gassmolekyler og avgir ultrafiolett lys.
"I denne nye studien som bruker MAVEN / IUVS-data fra flere Mars-år, har teamet funnet at perioder med økt atmosfærisk flukt tilsvarer økninger i proton aurora forekomst og intensitet," sa Andréa Hughes fra Embry-Riddle Aeronautical University i Daytona Beach, Florida . Hughes er hovedforfatter av en ny artikkel med tittelen “Proton Aurora on Mars: A Dayside Phenomenon Pervasive in Southern Summer.” Den ble publisert 12. desember i Journal of Geophysical Research, Space Physics.
"Kanskje en dag, når interplanetarisk reise blir vanlig, vil reisende som ankommer Mars i løpet av den sørlige sommeren ha seter på forsiden for å observere Martian proton aurora som er majestetisk dansende over hele klodens side (selv om de har på seg ultrafiolettfølsomme vernebriller, selvfølgelig). Disse reisende vil være vitne til første gang de siste stadiene av Mars mister resten av vannet til verdensrommet, ”sa Hughes i en pressemelding.
Første gang MAVEN fikk øye på Martianuroraene, mente forskere at det var et relativt sjeldent fenomen. Men nå har de funnet disse UV-protonururorene mye oftere. "Til å begynne med trodde vi at disse hendelsene var ganske sjeldne fordi vi ikke så på de rette tidene og stedene," sa Mike Chaffin, forsker ved University of Colorado Boulders laboratorium for atmosfærisk og romfysikk (LASP) og andre forfatter av studien.
"Men etter en nærmere titt, fant vi ut at protonuroraer forekommer langt oftere i sørlige sommerobservasjoner på dagen enn vi opprinnelig forventet." Teamet har funnet protonurora i omtrent 14 prosent av observasjonene ved dagen, noe som øker til mer enn 80 prosent av tiden når bare sørlige sommerobservasjoner blir vurdert. "Til sammenligning har IUVS oppdaget diffus aurora på Mars i noen få prosent av baner med gunstig geometri, og diskrete auroradeteksjoner er sjeldnere fremdeles i datasettet," sa Nick Schneider, medforfatter og leder av IUVS-teamet ved LASP.
Det faktum at disse auroras er mer rik om sommeren, spesielt sør sommeren, fascinerte forskere. Det var en pekepinn på hvordan de kunne spore Mars 'pågående vanntap. Mars er nærmest Solen om sommeren og sommeren, og mottar derfor mer solvind. Sommeren kan også gyte enorme støvstormer, som ikke bare skaper enorme støvtårn opp til 80 kilometer høye, men også tvinger vanndamp høyt ut i atmosfæren.
Sol-UV bryter vanndampen ut i hydrogen og oksygen, og det økte hydrogenet i Mars 'hydrogenkorona betyr at samspillet mellom den og solpartiklene øker, og skaper UV-auroras.
“Alle betingelsene som er nødvendige for å lage Martian proton aurora (f.eks solvindprotoner, en utvidet hydrogenatmosfære og fraværet av et globalt dipolmagnetisk felt) er mer ofte tilgjengelig på Mars enn de som trengs for å skape andre typer aurora, ”sa Hughes. Forbindelsen mellom MAVENs observasjoner av økt atmosfærisk rømning og økning i proton aurorafrekvens og intensitet betyr også at proton aurora faktisk kan brukes som en fullmektig for hva som skjer i hydrogen-koronaen rundt Mars, og derfor en fullmektig i tider med økt atmosfærisk flukt og vanntap. ”
Mer:
- Pressemelding: Den nyfundne Martian Aurora Faktisk den vanligste; Kaster lys over Mars 'skiftende klima
- Forskningsartikkel: Proton Aurora på Mars: A Dayside Phenomenon Pervasive in Southern Summer
- Space Magazine: Når Martian Storms virkelig kommer i gang, skaper de tårn med støv som er 80 kilometer høy
- Research Abstract: Mars Express Observations of the Hydrogen Corona of Mars
