Martian aurora tilbyder klimaændringsspor, forskningsrapporter

En nyligt offentliggjort undersøgelse, præsenteret den 12. december på mødet i American Geophysical Union (AGU), afslører, at en type nordlys fra Mars oprindeligt opdaget af NASAs MAVEN-rumfartøj faktisk er den mest almindelige nordlys på den røde planet, Forskere fra Embry-Riddle Aeronautical University sagde.

Studiet, medforfatter af forskere ved University of Colorado Boulder's Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) og finansieret af MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutionN) missionen, foreslår også en måde at spore vandtab og bedre forstå, hvordan Mars-klimaet har ændret sig over tid, holdet rapporterede.

I modsætning til de strålende farvede nordlys, der danser hen over nattehimlen nær Jordens polarområder, det mest almindelige nordlys på Mars er et fænomen på dagen, kaldet en proton nordlys, forklarede Embry-Riddle Ph.D. kandidat Andréa Hughes, hovedforfatter til et papir, der er planlagt til at blive offentliggjort 12. december i Journal of Geophysical Research, Rumfysik .

Protonauroras på Mars dannes, når solvinden strømmer mod den massive brintsky, der omslutter Mars, og positivt ladede protoner bliver neutraliseret ved at gribe elektroner fra brintatomer. Når de energiske, hurtigt bevægende atomer interagerer med molekyler i den nedre atmosfære, de udsender ultraviolet lys, skabe en proton aurora, sagde Hughes.

"Observationer af protonauroras på Mars giver et unikt perspektiv af brint og, derfor, vandtab fra planeten, " sagde medforfatter Dr. Edwin Mierkiewicz fra Embry-Riddle. "Gennem denne forskning, vi kan få en dybere forståelse af solens interaktioner med den øvre atmosfære på Mars og med lignende kroppe i vores (solsystem), eller i et andet solsystem, der mangler et globalt magnetfelt."

Forskerne fandt ud af, at proton-auroras på Mars var hyppigere og mere intense, når niveauerne af brint, der undslipper i atmosfæren, var højest. Ud over, medforfatter Mike Chaffin fra University of Colorado Boulder sagde, "holdet så mange flere proton-auroras på Mars-dagsiden under den varme, støvet sydlig sommersæson, når planeten er tættere på solen." Proton nordlys blev set i 14 procent af alle observationer på dagen i datasættet, og i mere end 80 procent af dagside sydlige sommerobservationer.

Hvirvlende støv og højere temperaturer i løbet af Mars-sydsommeren får vanddamp til at blive løftet til store højder, hvor solens ekstreme ultraviolette lys kan opdele vandet i brint og ilt. Fordi brint er let, det filtrerer til toppen af ​​Mars-atmosfæren og beriger planetens omgivende brintsky, eller corona. Denne "opblæste" brintkorona kan lettere undslippe planeten og interagere med indkommende solvindprotoner, producerer flere proton nordlys i løbet af denne sæson.

Dermed, protonauroras "kan faktisk bruges som en proxy for, hvad der sker i brintkoronaen omkring Mars, og derfor, en proxy for tider med øget atmosfærisk flugt og vandtab, " sagde Hughes.

Selvom Mars proton nordlys ikke kan ses af menneskelige øjne, Detektion var ikke noget problem for Imaging UltraViolet Spectrograph (IUVS) instrumentet på NASAs MAVEN-rumfartøj. Undersøgelsen udnyttede MAVEN/IUVS-data, der omfattede flere Mars-år.

Da MAVEN første gang opdagede proton-auroras i 2016, forskere mente, at sådanne begivenheder var "temmelig sjældne, fordi vi ikke kiggede på de rigtige tidspunkter og steder, " sagde Chaffin. I efterfølgende undersøgelser, imidlertid, forskerne bekræftede, at protonauroras er meget almindelige på Mars. "Til sammenligning, " sagde Dr. Nick Schneider, studiemedforfatter og leder af IUVS-teamet på LASP, "de to andre typer af nordlys fra Mars, der minder mere om nattens begivenheder på Jorden - diskrete og diffuse nordlys - observeres sjældent på Mars."

Målet med NASAs MAVEN-mission, lanceret i november 2013, er at lære, hvordan Mars mistede det meste af sin atmosfære og vand og blev til en forkølelse, tør, ugæstfri planet. MAVENs hovedefterforsker er baseret på University of Colorado/LASP, og MAVEN-projektet ledes af NASAs Goddard Space Flight Center.

Hughes er ph.d. kandidat, der forfølger en doktorgrad i teknisk fysik fra Embry-Riddle. Hun håber en dag at arbejde for NASA som en del af det team, der sender de første mennesker til Mars.

"Måske en dag, når interplanetariske rejser bliver almindelige, rejsende, der ankommer til Mars i løbet af den sydlige sommer, vil have sæder på forreste række til at observere Mars proton-auroras majestætisk danse hen over planetens dagside (mens de bærer ultraviolet-følsomme beskyttelsesbriller, selvfølgelig), " sagde hun. "Disse rejsende vil være vidne til de sidste stadier af Mars, der mister resten af ​​sit vand til rummet."