Umístění polární záře na Marsu. Obrazový kredit: ESA Klikněte pro zvětšení
Podle fyziků na Kalifornské univerzitě v Berkeley, kteří analyzovali údaje za šest let z programu Mars Global Surveyor, se zdá, že auroras podobný zemským světlům na Zemi je na Marsu běžný.
Objev stovek auror za posledních šest let přichází s překvapením, protože Mars nemá globální magnetické pole, které na Zemi je zdrojem aurora borealis a antipodální aurora australis.
děj 13 000 aurorálních událostí na Marsu
Podle fyziků nejsou aurory na Marsu způsobeny magnetickým polem na celé planetě, ale jsou spojeny s náplastmi silného magnetického pole v kůře, především na jižní polokouli. A pravděpodobně také nejsou tak barevní, říkají vědci: Energetické elektrony, které interagují s molekulami v atmosféře a vytvářejí záři, pravděpodobně generují pouze ultrafialové světlo - nikoli červené, zelené a modré Země.
"Skutečnost, že aurory vidíme tak často, jako my, je úžasná," řekl fyzik UC Berkeley David A. Brain, hlavní autor článku o objevu, který nedávno přijal časopis Geophysical Research Letters. "Objev auror na Marsu nás učí něco o tom, jak a proč se dějí jinde ve sluneční soustavě, včetně Jupiteru, Saturn, Uranu a Neptunu."
Brain a Jasper S. Halekas, oba pomocní výzkumní fyzici v UC Berkeley's Space Sciences Laboratory, spolu s jejich kolegy z UC Berkeley, University of Michigan, Goddard Space Flight Center NASA a University of Toulouse ve Francii, také uvedli svá zjištění v plakát představený v pátek 9. prosince na setkání Americké geofyzikální unie v San Franciscu.
V loňském roce evropská kosmická loď Mars Express poprvé detekovala záblesk ultrafialového světla na noční straně Marsu a mezinárodní tým astronomů ji označil jako aurorální záblesk v 9. červnu 2005, vydání časopisu Nature. Po vyslechnutí objevu se vědci UC Berkeley obrátili na data z Mars Global Surveyor, aby zjistili, zda palubní přístrojový balíček UC Berkeley - magnetometr - elektronový reflektometr - zjistil další důkazy auror. Kosmická loď obíhá kolem Marsu od září 1997 a od roku 1999 mapuje z výšky 400 kilometrů (250 mil) povrch Marsu a magnetická pole Marsu. Sedí na polární oběžné dráze, která ji udržuje vždy ve 2:00, když je na noční straně planety.
Během hodiny první ponoření do dat objevili Brain a Halekas důkazy o aurorálním záblesku - vrcholu v elektronovém energetickém spektru identickém s vrcholy pozorovanými ve spektru zemské atmosféry během aurory. Od té doby zkontrolovali více než 6 milionů nahrávek elektronovým reflektometrem a v datech nalezli asi 13 000 signálů s vrcholem elektronů svědčícím o polární záři. Podle Braina to může představovat stovky nočních aurorálních událostí, jako je záblesk, který viděl Mars Express.
Když oba fyzici určili polohu každého pozorování, aurory se přesně shodovaly s okraji magnetizovaných oblastí na povrchu Marsu. Stejný tým vedený spoluautory Marioem H. Acuem z Goddard Space Flight Center NASA a Robert Linem, profesorem fyziky a ředitelem UC Berkeley UC Berkeley, rozsáhle zmapoval tato povrchová magnetická pole pomocí magnetometru / reflektometru na palubě Mars Global Surveyor. Stejně jako se vyskytují zemské aurory, kde se magnetické siločáry ponoří do povrchu na severních a jižních pólech, objevují se Marsovy aurory na hranicích magnetizovaných oblastí, kde se polní linie svisle zakrývají do kůry.
Z dosud pozorovaných 13 000 aurorálních pozorování se zdá, že největší se kryje se zvýšenou aktivitou slunečního větru.
"Blesk, který viděl Mars Express, se zdá být na jasném konci energií, které jsou možné," řekl Halekas. "Stejně jako na Zemi, kosmické počasí a sluneční bouře mají tendenci vytvářet aurory jasnější a silnější."
Zobrazení povrchových magnetických polí na Marsu
Zemské aurory jsou způsobeny tím, že nabité částice ze slunečního záření dopadají do ochranného magnetického pole planety a místo toho, aby pronikly na zem, jsou odkloněny podél polních linií k pólu, kde trychtýře klesají a srazí se s atomy v atmosféře a vytvoří ovál světla kolem každého pólu. Elektrony jsou velká část nabitých částic a aurorální aktivita je spojena s fyzikálním procesem, který stále není pochopen a který urychluje elektrony, čímž vytváří spektrální vrchol ve spektru elektronových energií.
Proces na Marsu je pravděpodobně podobný, řekl Lin, v tom, že částice slunečního větru jsou přelety kolem noční strany Marsu, kde interagují s krustálními liniemi pole. Ultrafialové světlo vzniká, když částice zasáhnou molekuly oxidu uhličitého.
"Z pozorování vyplývá, že k určitému zrychlovacímu procesu dochází jako na Zemi," řekl. "Něco vzalo elektrony a dalo jim kop."
To, co „něco“ je, zůstává záhadou, i když se Lin a jeho kolegové z UC Berkeley přiklánějí k procesu zvanému magnetické opětovné spojení, kde se magnetické pole pohybující se částicemi slunečního větru rozbije a znovu spojí s krustálním polem. Znovuzapojením siločar by mohlo být to, co částice převádí na vyšší energie.
Brain řekl, že povrchová magnetická pole jsou produkována vysoce magnetizovanou horninou, která se vyskytuje v náplastech až do šířky 1 000 km a hloubky 10 km. Tyto náplasti si pravděpodobně zachovávají magnetismus zbývající od okamžiku, kdy Mars měl globální pole podobným způsobem, jaký nastává, když je jehla pohladena magnetem, což vyvolává magnetizaci, která zůstává i po stažení magnetu. Když globální pole na Marsu vymřelo před miliardami let, sluneční vítr dokázal atmosféru zbavit. Pouze silná krustální pole jsou stále kolem, aby chránila části povrchu.
"Říkáme jim mini-magnetosféry, protože jsou dostatečně silné, aby odolaly slunečnímu větru," řekl Lin a poznamenal, že pole se rozprostírají až 1300 kilometrů nad povrchem. Nicméně nejsilnější marťanské magnetické pole je 50krát slabší než pole na zemském povrchu. Je obtížné vysvětlit, jak jsou tato pole schopna trychtýř a urychlit sluneční vítr dostatečně efektivně, aby vytvořila polární záře, řekl.
Brain, Halekas, Lin a jejich kolegové doufají, že důlní data Mars Global Surveyor získají další informace o polární záři a možná se spojí s evropským týmem provozujícím Mars Express, aby získali doplňující údaje o záblescích, které by mohly vyřešit záhadu jejich původu.
"Mars Global Surveyor byl navržen na životnost 685 dní, ale je to velmi cenné už více než šest let a stále dosahujeme skvělých výsledků," poznamenal Lin.
Práce byla podporována NASA. Spoluautori s Brainem, Halekasem, Linem a Acuem jsou Laura M. Peticolas, Janet G. Luhmann, David L. Mitchell a Greg T. Delory z UC Berkeley's Space Sciences Laboratory; Steve W. Bougher z Michiganské univerzity; a Henri R. ze střediska d'Etude Spatiale des Rayonnements v Toulouse.
Původní zdroj: UC Berkeley News Release
