Naše oči je nevidí, ale jsou tam marťanské aurory a běžnější, než jsme si kdy mysleli. Marťanské aurory byly poprvé objeveny v roce 2016 kosmickou lodí MAVEN NASA. Nyní některé nové výsledky rozšiřují naše znalosti těchto neobvyklých polární záře.
Většina čtenářů časopisu Space Magazine ví o aurorách Země a o tom, jak jsou vytvořeny. Když dopadne dostatečně silný sluneční vítr na zemskou magnetosféru, částice (obvykle elektrony, ale někdy protony) jsou vzrušeny a ionizují různé složky v atmosféře. To emituje různé barvy a tvary světla. Tento jev vytváří dojemný, pomíjivý displej, který zaujme oko. Aurory jsou obvykle omezeny na severní a jižní polární šířky s výjimkou případů, kdy je sluneční vítr velmi silný.
Marťanské aurory jsou podobné a odlišné.
Marťanské aurory jsou protonové aurory a vyskytují se během dne. Vyzařují pouze ultrafialové světlo, což znamená, že naše oči jsou vůči nim slepé. Ale nástroj na kosmické lodi MAVEN (Mars Atmosféra a Volatile EvolutioN) je vidí. Říká se tomu Imaging UltraViolet Spectrograph (IUVS.)
MAVEN zkoumá marťanskou atmosféru. Jedna z otázek je velmi specifická: jak ztratila atmosféru? Abych odpověděl, že pozoruje horní atmosféru, ionosféru a to, jak Mars interaguje se slunečním větrem. V rámci své práce objevil Marsovy protonové aurory.
Marťanské protonové aurory a ztráta atmosféry a obývatelnosti Marsu jsou spojeny. Mars je obklopen vodíkovou koronou, která pochází ze samotné planety. Jak tento vodík uniká z Marsu, dochází ke ztrátě vody. Existuje korelace mezi mírou a intenzitou marťanských auror a ztrátou vody.
"Možná jednoho dne, když se meziplanetární cestování stane běžným ... cestující budou svědky z první fáze, kdy Mars ztratí zbytek své vody do vesmíru."
Andréa Hughes, hlavní autorka, Embry-Riddle Aeronautical University
Když sluneční vítr ze Slunce udeří na Mars, jsou to opravdu jen protony: atomy vodíku s jejich elektronem odstraněným intenzivním teplem. Proton zasáhne vodíkovou koronu, ukradne elektron a stane se znovu atomem s neutrálním nábojem. Vzhledem k tomu, že je nyní neutrální, obchází úklonu Marsovy magnetosféry. Potom atom zabouchne do tenké atmosféry Marsu, srazí se s molekulami plynů a vydá ultrafialové světlo.
"V této nové studii využívající data MAVEN / IUVS z několika Marsových let tým zjistil, že období zvýšeného atmosférického úniku koresponduje se zvýšením výskytu a intenzity protonové aurory," řekla Andréa Hughes z Embry-Riddle Aeronautical University v Daytona Beach na Floridě . Hughes je hlavním autorem nového příspěvku s názvem „Proton Aurora na Marsu: Fenomén pro všední dny v jižním létě“. Bylo vydáno 12. prosince v časopise Journal of Geofyzical Research, Space Physics.
"Možná, že jednoho dne, kdy se stane meziplanetární cestování běžným, budou mít cestující, kteří přijíždějí na Mars během jižního léta, k dispozici sedadla v přední řadě, aby mohli pozorovat marťanský proton aurora, který se majestátně tančí po celé planetě (samozřejmě, když nosí brýle citlivé na ultrafialové záření)." Tito cestovatelé budou svědky z první fáze, kdy Mars ztratí zbytek vody do vesmíru, “uvedl Hughes v tiskové zprávě.
Když poprvé MAVEN spatřil marťanské aurory, vědci si mysleli, že se jedná o relativně vzácný jev. Nyní však tyto UV protonové aurory našli mnohem častěji. "Zpočátku jsme věřili, že tyto události byly poněkud vzácné, protože jsme se nedívali na správné časy a místa," řekl Mike Chaffin, vědec z Laboratoře pro laboratoř Atmosféry a fyziky vesmíru v Coloradu (LASP) a druhý autor. studie.
"Ale po bližším pohledu jsme zjistili, že protonová polární záře se objevuje mnohem častěji při pozorováních na jihu v létě, než jsme původně očekávali." Tým našel protonovou polární záři v asi 14 procentech svých pozorování u dnů, což se zvyšuje na více než 80 procent času, kdy se uvažuje pouze o pozorováních z letních jižních dnů. "Pro srovnání, IUVS detekoval difúzní polární záře na Marsu v několika procentech oběžných drah s příznivou geometrií a diskrétní detekce polární záře jsou vzácnější v datovém souboru," řekl Nick Schneider, spoluautor a vedoucí týmu IUVS v LASP.
Skutečnost, že tyto polární záře jsou hojnější během léta, konkrétně jižního léta, zaujala vědce. Byla to stopa, jak mohli sledovat probíhající ztráty vody na Marsu. Mars je nejblíže ke Slunci během jižního a letního období, a proto dostává více slunečního větru. V létě mohou vzniknout obrovské prachové bouře, které nejen vytvoří obrovské věže prachu až do výšky 80 kilometrů, ale také vytlačí vodní páry vysoko do atmosféry.
Solární UV rozpadá vodní páru na vodík a kyslík a zvýšený vodík v Marsově vodíkové koroně znamená vzájemné interakce mezi ním a slunečními částicemi a vytváří UV aurory.
"Všechny podmínky nezbytné k vytvoření marťanské protonové aurory (např., sluneční protony větru, rozšířená vodíková atmosféra a absence globálního dipólového magnetického pole) jsou na Marsu běžně dostupnější než ty, které jsou potřeba k vytvoření jiných typů polární záře, “řekl Hughes. „Také spojení mezi pozorováním MAVENu o zvýšeném atmosférickém úniku a zvýšení frekvence a intenzity protonové aurory znamená, že protonová aurora může být skutečně použita jako náhrada za to, co se děje ve vodíkové koroně obklopující Mars, a tedy jako náhrada za časy zvýšeného atmosférický únik a ztráta vody. “
Více:
- Tisková zpráva: Nově objevená marťanská Aurora ve skutečnosti nejběžnější; Vrhá světlo na měnící se klima na Marsu
- Výzkumný článek: Proton Aurora na Marsu: Fenomén Dayside všudypřítomný v jižním létě
- Space Magazine: Když marťanské bouře skutečně začnou, vytvářejí věže vysoké 80 kilometrů
- Abstrakt výzkumu: Mars Express Pozorování Marsovy vodíkové korony
