Naše oči jih ne vidijo, a Marsovske avre so tam in bolj običajne, kot smo nekoč mislili. Marsovske avre so leta 2016 prvič odkrili NASA-ino vesoljsko plovilo MAVEN. Zdaj nekaj novih rezultatov širi naše znanje o teh nenavadnih aurah.
Večina bralcev vesoljskega časopisa ve o Zemljinih avrorah in kako so jih ustvarili. Ko udari dovolj močan sončni veter Zemljine magnetosfere, se delci (običajno elektroni, včasih pa protoni) vzbudijo in ionizirajo različne sestavine v atmosferi. To oddaja različne barve in oblike svetlobe. Pojav ustvarja gibljiv, efemerni prikaz, ki očara oko. Aurore so običajno omejene na severne in južne polarne širine, razen kadar je sončni veter zelo močan.
Marsovske aurore so si podobne in drugačne.
Marsovske aurore so vse protonske avrore in se pojavljajo podnevi. Izpuščajo le ultravijolično svetlobo, kar pomeni, da so naše oči zanje slepe. Toda instrument na vesoljskem plovilu MAVEN (Mars Atmosphere in Volatile EvolutioN) jih lahko vidi. Imenuje se slikovni ultravijolični spektrograf (IUVS.)
MAVEN preiskuje marsovsko ozračje. Eno izmed njegovih vprašanj je zelo specifično: kako je izgubil ozračje? Da odgovorim, da opazuje zgornjo atmosfero, ionosfero in kako Mars deluje s sončnim vetrom. V okviru svojega dela je odkril Marsove protonske avre.
Marsovska protonska aurora in izguba Marsove atmosfere in bivalnosti sta povezana. Mars je obdan z vodikovo korono, ki prihaja s planeta samega. Ko ta vodik pobegne z Marsa, ustvarja izgubo vode. Med hitrostjo in intenzivnostjo marsovskih avroras in izgubo vode obstaja povezava.
"Morda nekega dne, ko bodo medplanetarna potovanja postala običajna ... popotniki bodo iz prve roke priča, kako bodo zadnji koraki Marsa izgubili preostanek vode v vesolju."
Andréa Hughes, vodilni avtor Aeronavtske univerze Embry-Riddle
Ko sončni veter s Sonca udari na Mars, so v resnici samo protoni: vodikovi atomi s svojim elektronom odstranjeni z močno vročino. Proton udari v vodikovo korono, ukrade elektron in spet postane atom z nevtralnim nabojem. Ker je zdaj nevtralen, zaobide lok-šok Marsove magnetosfere. Nato atom zapade v Marsovo tanko atmosfero, ki trči v molekule plina in oddaja ultravijolično svetlobo.
"V tej novi raziskavi, ki je uporabila podatke MAVEN / IUVS iz številnih let na Marsu, je ekipa ugotovila, da obdobja povečanega atmosferskega bega ustrezajo povečanju pojavnosti in intenzivnosti protonske avrore," je dejala Andréa Hughes iz Aeronavtične univerze Embry-Riddle v Daytona Beach, Florida . Hughes je glavni avtor novega prispevka z naslovom "Proton Aurora on Mars: a dayside Fenomenom Pervasive in Southern Summer." Objavljeno je bilo 12. decembra v reviji Geophysical Research, Space Physics.
"Morda nekega dne, ko bodo medplanetarna potovanja postala običajna, bodo imeli popotniki, ki prihajajo na Mars med južnim poletjem, sedeže sprednje vrste, da opazujejo marsovsko protonsko auroro, ki veličastno pleše po dnu planeta (seveda, ko nosijo očal, občutljiva na ultravijolično svetlobo). Ti popotniki bodo iz prve roke priča, kako bodo zadnji koraki Marsa izgubili ostanke vode v vesolje, "je v sporočilu za javnost dejal Hughes.
Znanstveniki so prvič ugotovili, da je MAVEN opazil marsovske avrore kot razmeroma redek pojav. Toda zdaj so te UV protonske avrore našli veliko pogosteje. "Sprva smo verjeli, da so ti dogodki precej redki, ker nismo gledali v pravih časih in krajih," je dejal Mike Chaffin, znanstvenik iz laboratorija za atmosfero in vesoljsko fiziko Univerze v Coloradu Boulder in drugi avtor študije.
"Toda po podrobnejšem pogledu smo ugotovili, da se protonska aurora pojavlja veliko pogosteje v južnih poletnih opazovanjih, kot smo sprva pričakovali." Ekipa je našla protonsko auroro v približno 14 odstotkih njihovih dnevnih opazovanj, kar se poveča na več kot 80 odstotkov časa, ko se upoštevajo le enodnevni južni poletni opazovanja. "Za primerjavo, IUVS je na Marsu odkril difuzno auroro v nekaj odstotkih orbitov z ugodno geometrijo, diskretna zaznavanja aurore pa so še redkejša v zbirki podatkov," je povedal Nick Schneider, soavtor in vodja ekipe IUVS pri LASP.
Dejstvo, da so te avrore poleti bolj obilne, zlasti južno poletje, je znanstvenike zanimalo. Bil je namig, kako bi lahko izsledili Marsovo tekočo izgubo vode. Mars je med jugom in poleti najbližje Soncu, zato dobiva več sončnega vetra. Poletje lahko sproži tudi velike prašne nevihte, ki ne samo, da ustvarijo ogromne prašne stolpe do višine 80 kilometrov, ampak tudi prisilijo vodno paro visoko v ozračje.
Sončni UV razdeli vodno paro na vodik in kisik, povečan vodik v Marsovi vodikovi koroni pa pomeni, da se medsebojno vplivanje med njim in sončnimi delci poveča, kar ustvarja UV avrore.
"Vsi pogoji, potrebni za ustvarjanje marsovske protonske aurore (npr. Sončni protoni, razširjena vodikova atmosfera in odsotnost globalnega dipolnega magnetnega polja) so na Marsu pogosteje na voljo kot tisti, ki so potrebni za ustvarjanje drugih vrst avre, "je dejal Hughes. "Prav tako povezava med opazovanji MAVEN-a nad povečanim atmosferskim begom in povečanjem frekvence in intenzitete protonske aurore pomeni, da se protonska aurora lahko dejansko uporablja kot proxy za dogajanje v vodikovi koroni, ki obdaja Mars, in torej proxy za čas povečanega atmosferski izhod in izguba vode. "
Več:
- Sporočilo za javnost: Newfound Martian Aurora Pravzaprav najpogostejši; Lupe na Marsu spreminjajo podnebje
- Raziskovalni članek: Proton Aurora on Mars: Porodni pojav v južnem poletju
- Vesoljski časopis: Ko se Marsovske nevihte zares začnejo, ustvarjajo stolpe prahu, visoke 80 kilometrov
- Povzetek raziskave: Mars Express opazovanja vodikove korone na Marsu
