NASAs MAVEN rumfartøj finder ud af, at stjålne elektroner muliggør usædvanlig aurora på Mars

Auroras vises på Jorden som spøgelsesagtige viser af farverigt lys på nattehimlen, normalt nær polerne. Vores stenede nabo Mars har også auroras, og NASAs MAVEN rumfartøj har lige fundet en ny type Mars -aurora, der forekommer på store dele af dagsiden af ​​den røde planet, hvor auroraer er meget svære at se.

Auroraer blusser op, når energiske partikler styrter ned i en planets atmosfære, bombardere gasser og få dem til at lyse. Mens elektroner generelt forårsager dette naturlige fænomen, engang kan protoner fremkalde det samme svar, selvom det er mere sjældent. Nu, MAVEN -teamet har lært, at protoner gjorde på Mars det samme, som elektroner normalt gør på Jorden - skaber aurora. Dette gælder især, når solen udsender en særlig stærk puls af protoner, som er hydrogenatomer frataget deres ensomme elektroner ved intens varme. Solen skubber protoner ud med hastigheder på op til to millioner miles i timen (mere end 3 millioner kilometer i timen) i en uregelmæssig strøm kaldet solvinden.

MAVEN -teamet (Mars Atmosphere and Volatile Evolution mission) studerede Mars 'atmosfære med Imaging UltraViolet Spectrograph (IUVS), og bemærkede, at lejlighedsvis det ultraviolette lys, der kommer fra hydrogengas i Mars 'øvre atmosfære, ville mystisk lysne i et par timer. De bemærkede derefter, at lysende begivenheder opstod, da et andet MAVEN -instrument, Solar Wind Ion Analyzer (SWIA), målte forstærkede solvindprotoner.

Men to gåder får denne type aurora til at virke umulig ved første øjekast:hvordan kom disse protoner forbi planetens "bue -stød, "en magnetisk forhindring, der normalt afleder solvindens ladede partikler rundt om planeten? Og hvordan kunne protonerne afgive lys, da atomer har brug for elektroner for at gøre det?

"Svaret var tyveri, "sagde Justin Deighan, fra laboratoriet for atmosfærisk og rumfysik ved University of Colorado, Kampesten, hovedforfatter til et papir om denne forskning, der udkom 23. juli i Natur Astronomi . "Da de nærmer sig Mars, protonerne, der kommer ind med solvinden, omdannes til neutrale atomer ved at stjæle elektroner fra yderkanten af ​​den enorme brintsky, der omgiver planeten. Buestød kan kun aflede ladede partikler, så disse neutrale atomer fortsætter lige igennem. "Når de højhastighedsindkommende atomer rammer atmosfæren, noget af deres energi blev udsendt som ultraviolet lys, som er usynlig for det menneskelige øje, men detekterbar for instrumenter som IUVS på MAVEN. Faktisk, et indkommende atom kan kollidere med molekyler i atmosfæren hundredvis af gange, før det bremses, afgiver en masse ultraviolette fotoner.

"Mars -proton -aurorerne er mere end et lysshow, "sagde Jasper Halekas fra University of Iowa, ansvarlig for SWIA -instrumentet. "De afslører, at solvinden ikke er helt afledt omkring Mars, ved at vise, hvordan solvindprotoner kan snige sig forbi sløjfen og påvirke atmosfæren, deponere energi og endda øge brintindholdet der. "

Proton -auroraer forekommer på Jorden, men ikke så ofte som på Mars. En vigtig forskel er Jordens stærke magnetfelt, som afleder solvinden fra Jorden i langt større grad end på Mars. På jorden, proton auroras forekommer kun i meget små områder nær polerne, hvorimod de på Mars kan ske overalt.

Imidlertid, proton auroras kunne være almindelige på Venus og på Saturns måne Titan. Ligesom Mars, disse to verdener mangler deres egne magnetfelter, og har masser af brint i deres øvre atmosfære - med masser af elektroner at dele. Ser man videre, det er sandsynligt, at mange planeter, der kredser om andre stjerner, har de samme gunstige forhold, og vil sandsynligvis også have proton -auroras.