Silmämme eivät näe niitä, mutta marsilaiset aurorat ovat siellä ja tavallisempia kuin luulimme. NPS: n MAVEN-avaruusalus löysi Marsin aurorat ensimmäisen kerran vuonna 2016. Nyt jotkut uudet tulokset laajentavat tietämystämme näistä epätavallisista auuroista.
Suurin osa Space Magazine -lehden lukijoista tietää maan aurorasta ja sen luomisesta. Kun tarpeeksi voimakas aurinkotuuli iskee Maan magnetosfääriin, hiukkaset (yleensä elektronit, mutta joskus protonit) innostuvat ja ionisoivat ilmakehän erilaisia komponentteja. Se säteilee vaihtelevia värejä ja muotoja valoa. Ilmiö luo liikkuvan, lyhytaikaisen näytön, joka kiehtoo silmän. Aurorat rajoittuvat yleensä pohjoiseen ja etelään polaarisille leveysasteille paitsi silloin, kun aurinkotuuli on erittäin voimakas.
Marsin aurorat ovat samanlaisia ja erilaisia.
Marsin aurorat ovat kaikki protoniaurooria, ja niitä esiintyy päivän aikana. Ne lähettävät vain ultraviolettivaloa, mikä tarkoittaa, että silmämme ovat sokeat heille. Mutta MAVEN-avaruusaluksen (Mars Atmosphere ja Volatile EvolutioN) instrumentti näkee ne. Sitä kutsutaan kuvantamisen ultraviolettispektrografiksi (IUVS).
MAVEN tutkii marsilaista ilmapiiriä. Yksi sen kysymyksistä on hyvin tarkka: kuinka se menetti ilmapiirinsä? Vastauksena siihen, että se tarkkailee ylempää ilmakehää, ionosfääriä ja sitä, kuinka Mars toimii vuorovaikutuksessa aurinkotuulen kanssa. Osana työtä se löysi Marsin protonien aurorat.
Marsin protonien aurorat ja Marsin ilmakehän häviäminen ja asumiskelpoisuus liittyvät toisiinsa. Marsia ympäröi vetykorona, joka tulee itse planeetalta. Kun tämä vety karkaa Marsista, se aiheuttaa vesihäviötä. Marsin aurinkojen nopeuden ja voimakkuuden ja veden menetyksen välillä on yhteys.
"Ehkä jonain päivänä, kun planeettojenvälisestä matkasta tulee yleistä ... matkustajat todistavat ensin, että Marsin viimeiset vaiheet menettävät loppuosan vedestä avaruuteen."
Andréa Hughes, johtava kirjailija, Embry-Riddle Aeronautical University
Kun auringon aurinkotuuli iskee Marsia, se on todella vain protoneja: vetyatomeja niiden elektronien kanssa irrotettu voimakkaasta kuumuudesta. Protoni iskee vetykoroonasta, varastaa elektronin ja tulee taas atomiksi neutraalilla varauksella. Koska se on nyt neutraali, se ohittaa Marsin magnetosfäärin keula-iskun. Sitten atomi lamaantuu Marsin ohueen ilmakehään, törmääen kaasumolekyyleihin ja lähettäen ultraviolettivaloa.
"Tässä uudessa tutkimuksessa, jossa käytettiin MAVEN / IUVS-tietoja usean Marsin vuodesta, ryhmä on havainnut, että ilmakehän lisääntyneet pakokaudet vastaavat protonien aurora-esiintymisen ja intensiteetin lisääntymistä", kertoi Andréa Hughes Embry-Riddle -ilmailun yliopistosta Daytona Beachiltä, Florida. . Hughes on uuden kirjoittajan, jonka otsikko on Proton Aurora Marsilla: Päivän ilmiö läpäisevä eteläkesä, johtava kirjoittaja. Se julkaistiin 12. joulukuuta lehdessä Geophysical Research, Space Physics.
”Ehkä eräänä päivänä, kun planeettojenvälisestä matkasta tulee yleistä, eteläkesällä Marsiin saapuvat matkustajat saavat eturivin paikat tarkkailemaan Marsin protonien auroraa majesteettisesti tanssivana maapallon päivän varrella (samalla kun hänellä on tietysti ultraviolettiherkät suojalasit). Nämä matkustajat todistavat ensin, että Marsin viimeinen vaihe menettää loput vedestään avaruuteen ”, Hughes sanoi lehdistötiedotteessa.
Ensimmäisen kerran MAVEN havaitsi Marsin aurorat, tutkijoiden mielestä se oli suhteellisen harvinainen ilmiö. Mutta nyt he ovat löytäneet nämä UV-protonien aurorat paljon useammin. "Aluksi uskoimme näiden tapahtumien olevan melko harvinaisia, koska emme tarkastelleet oikeita aikoja ja paikkoja", kertoi Mike Chaffin, tutkija Colorado Universityn Boulderin ilmakehän ja avaruusfysiikan laboratoriossa (LASP) ja toinen kirjoittaja. tutkimuksesta.
"Mutta tarkemman tutkimuksen jälkeen havaitsimme, että protonien aurora esiintyy paljon useammin päivisin eteläisen kesän havainnoissa kuin alun perin odotimme." Ryhmä on löytänyt protonien aurora-arvot noin 14 prosentissa heidän päivittäisistä havainnoistaan, mikä lisää yli 80 prosenttiin ajasta, kun huomioidaan vain päivittäiset eteläisen kesän havainnot. "Vertailuna voidaan todeta, että IUVS on havainnut hajanaisen auroron Marsissa muutamalla prosentilla kiertoradasta, jolla on suotuisa geometria, ja erilliset aurora-havainnot ovat edelleen harvempia aineistossa", kertoi Nick Schneider, IUVS-ryhmän avustaja ja johtaja LASP: llä.
Se, että nämä aurat ovat runsaampia kesällä, erityisesti eteläisenä kesänä, kiehtoi tutkijoita. Oli aavistustakaan siitä, kuinka he pystyivät seuraamaan Marsin jatkuvaa vesihäviötä. Mars on lähinnä aurinkoa eteläisen ja kesän aikana, ja saa siksi enemmän aurinkotuulta. Kesä voi myös kuteta valtavia pölymyrskyjä, jotka paitsi luovat valtavia pölytorneja jopa 80 kilometrin korkeuteen, vaan myös pakottavat vesihöyryt korkealle ilmakehään.
Auringon ultravioletti hajottaa vesihöyryn vetyksi ja happeksi, ja lisääntynyt vety Marsin vetykoronassa tarkoittaa vuorovaikutusta sen ja aurinkohiukkasten kanssa lisääntyen, jolloin syntyy UV-aurinkoja.
"Kaikki ehdot, jotka ovat tarpeen Marsin protonien aurora (esimerkiksi., Auringon tuulen protonit, pidennetty vetyilmapiiri ja maailmanlaajuisen dipolin magneettikentän puuttuminen) ovat Marsissa yleisemmin saatavilla kuin mitä tarvitaan muun tyyppisten aurora-alueiden luomiseen ”, Hughes sanoi. "Myös yhteys MAVENin havaintojen välillä lisääntyneestä ilmakehän poistumisesta ja protonien aurorataajuuden ja -intensiteetin lisääntymisestä tarkoittaa, että protonien auroraa voidaan tosiasiassa käyttää välityspalvelimena Marsin ympäröivässä vetykoronassa tapahtuvalle proxylle, ja siten proxy lisääntyneiden aikojen ajan. ilmakehän pako ja veden menetykset. ”
Lisää:
- Lehdistötiedote: Newfound Martian Aurora Oikeastaan yleisin; Heijastaa valoa Marsin muuttuvassa ilmastossa
- Tutkimuspaperi: Proton Aurora Marsilla: Päivän ilmiö, joka on levinnyt eteläkesällä
- Avaruuslehti: Kun marsilaiset myrskyt todella alkavat, ne luovat 80 kilometrin korkuisia pölytorneja
- Tutkimuksen tiivistelmä: Mars Express -havainnot Marsin vetykoronasta
