Az aurora elhelyezkedése a Marson. Kép jóváírása: ESA Kattintson a nagyításhoz
A kaliforniai Berkeley Egyetem fizikusai szerint a Föld északi lámpáira hasonló aurorák általánosak a Marson, akik a Mars Global Surveyor hat éves adatait elemezték.
Több száz aurora felfedezése az elmúlt hat évben meglepő, mivel a Marsnak nincs olyan globális mágneses mezője, amely a Földön az aurora borealis és az antipodális aurora australis forrása.
a Marson lezajló 13.000 aurorális esemény ábrája
A fizikusok szerint a Marson az aurarák nem a bolygó széles mágneses tere miatt következnek be, hanem inkább a kéregben, elsősorban a déli féltekén lévő erős mágneses mező foltokhoz kapcsolódnak. És valószínűleg nem is annyira színesek, mondják a kutatók: Azok az energetikai elektronok, amelyek kölcsönhatásba lépnek a légkörben lévő molekulákkal az izzás előállításához, valószínűleg csak ultraibolya fényt generálnak - nem a Föld vörös, zöld és kék színét.
„Az a tény, hogy az aurákat olyan gyakran látjuk, mint mi, csodálatos” - mondta David A. Brain, az UC Berkeley fizikus, a felfedezésről szóló cikk vezető szerzője, amelyet a Geophysical Research Letters folyóirat nemrégiben fogadott el. "Az aurorok felfedezése a Marson megtanít nekünk valamit arról, hogyan és miért fordulnak elő ezek a Naprendszer más részein, ideértve a Jupitelt, a Szaturnuszot, az Uránt és a Neptunust."
Brain és Jasper S. Halekas, az UC Berkeley Űrtudományi Laboratóriumának kutatósegédjei, valamint az UC Berkeley, a Michigan Egyetem, a NASA Goddard Űrrepülési Központja és a francia Toulouse Egyetem munkatársai szintén beszámoltak az eredményekről egy A poszter december 9-én, pénteken került bemutatásra az amerikai geofizikai unió San Francisco-i ülésén.
Tavaly a Mars Express európai űrhajó először ultraibolya fény villanását fedezte fel a Mars éjszakai oldalán, és egy nemzetközi csillagászok csapata egy aurális vakunak ismerte fel a 2005. június 9-i Nature kiadásban. A felfedezés meghallgatása után az UC Berkeley kutatói a Mars Global Surveyor adataira támaszkodtak, hogy megvizsgálják, hogy a fedélzeti UC Berkeley műszercsomag - egy magnetométer-elektron reflektométer - észlelte-e az aurák egyéb bizonyítékait. Az űrhajó 1997 szeptembere óta kering a Marson, és 1999 óta 400 km (250 mérföld) magasságból térképezi fel a marsi felszínt és a Mars mágneses tereit. Egy sarki pályán helyezkedik el, amely mindig 2: 00-kor tartja a bolygó éjszakai oldalát.
Az adatokba való első merülés után egy órán belül Brain és Halekas bizonyítékot talált egy aurális vakura - az elektronenergia-spektrum csúcsa megegyezik a Föld légkörének spektrumaiban látható csúcsokkal egy aurora során. Azóta több mint 6 millió felvételt vizsgáltak át az elektronreflektométer segítségével, és az adatok körülbelül 13 000 jelet találtak az aurora jelző elektroncsúcs mellett. Brain szerint ez több éjszakai aurorális eseményt reprezentálhat, mint például a Mars Express által látott vaku.
Amikor a két fizikus pontosan meghatározta az egyes megfigyelések helyzetét, az aurorok pontosan egybeestek a Mars felszínén mágnesezett területek szélével. Ugyanez a csapat, a NASA Goddard űrrepülési központjának társszerzői, Mario H. Acu és a Robert Ber, az UC Berkeley fizikai professzora és az Űrtudományi Laboratórium igazgatója vezetésével kiterjedten leképezte ezeket a felszíni mágneses tereket a magnetométer / reflektométer segítségével a Mars Global Surveyor fedélzetén. Ahogyan a Föld aurora akkor fordul elő, amikor a mágneses mező vonalai az északi és a déli pólusokon merülnek fel a felszínre, a Mars aurora a mágnesezett területek határainál fordul elő, ahol a terepi vonalak függőlegesen vannak beépítve a kéregbe.
Az eddigi 13 000 auráris megfigyelés közül a legnagyobb úgy tűnik, hogy egybeesik a megnövekedett napenergia-szél aktivitással.
"Úgy tűnik, hogy a Mars Express által látott villanás a lehetséges energiák fényes végén van" - mondta Halekas. "Csakúgy, mint a Földön, az űrjárási időjárási viszonyok és a napviharok inkább fényesebbé és erősebbé teszik az aurákat."
A felszíni mágneses mezők ábrázolása a Marson
A Föld aurora akkor fordul elő, amikor a Napból töltött részecskék a bolygó védő mágneses mezőjébe esnek, és ahelyett, hogy a földre hatolnának, a terepi vonalak mentén a pólus felé irányulnak, ahol lepattannak, és ütköznek az atmoszférában lévő atomokkal, hogy ovális képződést hozzanak létre fény az egyes pólusok körül. Az elektronok a töltött részecskék nagy részét alkotják, és az aurális aktivitás egy olyan fizikai folyamattal jár, amely még mindig nem érthető, és amely felgyorsítja az elektronokat, és így megmutatja a visszajelző csúcsot az elektronok energiájának spektrumában.
A Marson zajló folyamat valószínűleg hasonló - mondta Lin - abban, hogy a napszél-részecskéket a Mars éjszakai oldalára szétosztják, ahol kölcsönhatásba lépnek a kéreg mezővonalaival. Az ultraibolya fény akkor keletkezik, amikor a részecskék elérik a szén-dioxid molekulákat.
"A megfigyelések arra utalnak, hogy valamilyen gyorsulási folyamat zajlik, mint a Földön" - mondta. "Valami elfogta az elektronokat, és rúgást adott nekik."
Mi ez a "valami", rejtély marad, bár Lin és UC Berkeley kollégái a mágneses újracsatlakozásnak nevezett folyamat felé hajlanak, ahol a napszélrészecskékkel utazó mágneses mező eltörik és újra kapcsolódik a kéreg mezőjéhez. Az újracsatlakozó terepi vonalak lehetnek azok, amelyek a részecskéket magasabb energiákba replik.
A felszíni mágneses tereket - Brain szerint - erősen mágneses kőzetek állítják elő, amelyek 1000 kilométer széles és 10 kilométer mélységű foltokban fordulnak elő. Ezek a foltok valószínűleg megtartják azt a mágnesességet, amely akkor maradt, amikor a Marsnak globális tereje volt, hasonlóan ahhoz, ami akkor fordul elő, amikor a tűt mágneses megsimogatják, indukálva a mágnesezést, amely még a mágnes kivétele után is megmarad. Amikor a Mars globális tere milliárd évvel ezelőtt elpusztult, a napszél képes volt eltávolítani a légkört. Csak az erős kéregmezők vannak a közelben, hogy megvédjék a felület egy részét.
"Mini-magnetoszféráknak nevezzük őket, mert elég erősek ahhoz, hogy el tudják állni a napsugárzástól" - mondta Lin, megjegyezve, hogy a mezők a felszín felett 1300 kilométerig terjednek. Ennek ellenére a legerősebb marsi mágneses erő 50-szer gyengébb, mint a Föld felszínén lévő mező. Nehéz megmagyarázni, hogy ezek a mezők miként képesek elég gyorsan és hatékonyan gyorsítani a napsugár szélét az aurora létrehozásához - mondta.
Brain, Halekas, Lin és munkatársaik abban reménykednek, hogy megismerik a Mars Global Surveyor adatait, hogy további információt kapjanak az aurorokról, és talán csatlakoznak a Mars Express szolgáltatót üzemeltető európai csapathoz, hogy kiegészítő adatokat szerezzenek a vakukról, amelyek meg tudják oldani származásuk rejtélyét.
„A Mars Global Surveyor-t 685 napos élettartamra tervezték, de már több mint hat éve nagyon értékes, és továbbra is nagy eredményeket értünk el” - jegyezte meg Lin.
A munkát a NASA támogatta. Társszerzők Brain, Halekas, Lin és Acu? A-val: Laura M. Peticolas, Janet G. Luhmann, David L. Mitchell és Greg T. Delory az UC Berkeley Űrtudományi laboratóriumából; Steve W. Bougher a Michigan-i Egyetemen; és Henri R? me a Centre d’Etude Spatiale des Rayonnements-ből, Toulouse-ban.
Eredeti forrás: UC Berkeley sajtóközlemény
