Очите ни не могат да ги видят, но марсианските аурори са там и са по-често срещани, отколкото някога сме мислили. Марсианските полярности бяха открити за първи път през 2016 г. от космическия кораб MAVEN на НАСА. Сега някои нови резултати разширяват познанията ни за тези необичайни Аврори.
Повечето читатели на Космическото списание знаят за земните полярности и как са създадени. Когато достатъчно мощен слънчев вятър удари магнитосферата на Земята, частици (обикновено електрони, но понякога протони) се възбуждат и йонизират различни компоненти в атмосферата. Това излъчва различни цветове и форми на светлината. Явлението създава движещ се, ефемерно изображение, което пленява окото. Аврорите обикновено се ограничават до северните и южните полярни ширини, освен когато слънчевият вятър е много силен.
Марсианските полярности са подобни и различни.
Марсианските аурори са всички протонни аурори и се появяват през деня. Те излъчват само ултравиолетова светлина, което означава, че очите ни са слепи за тях. Но инструмент на космическия кораб MAVEN (Mars Atmosphere и Volatile EvolutioN) може да ги види. Нарича се Imagin UltraViolet Spectrograph (IUVS.)
MAVEN изследва марсианската атмосфера. Един от въпросите му е много специфичен: как загуби атмосферата си? Да отговоря, че наблюдава горната атмосфера, йоносферата и как Марс взаимодейства със слънчевия вятър. Като част от работата си тя откри протонните аурори на Марс.
Марсианската протонна аврора и загубата на атмосфера и обитаемост на Марс са свързани. Марс е заобиколен от водородна корона, която идва от самата планета. Докато този водород избяга от Марс, той води до загуба на вода. Има връзка между скоростта и интензивността на марсианските аурори и загубата на вода.
„Може би един ден, когато междупланетното пътуване стане нещо обичайно… пътешествениците ще станат свидетели от първа ръка на последните етапи на Марс, губещи остатъка от водата си в космоса.“
Андреа Хюз, водещ автор, Ембрий-Ридъл Аеронавигационен университет
Когато слънчевият вятър от Слънцето удари Марс, това е наистина просто протони: водородни атоми с техния електрон се отстраняват от силна топлина. Протонът поразява водородната корона, открадвайки електрон и отново се превръща в атом с неутрален заряд. Тъй като сега е неутрален, той заобикаля ударния удар на магнитосферата на Марс. Тогава атомът се блъска в тънката атмосфера на Марс, като се сблъсква с газови молекули и излъчва ултравиолетова светлина.
„В това ново проучване, използващо данни на MAVEN / IUVS от няколко години на Марс, екипът е открил, че периодите на повишено атмосферно бягство съответстват на увеличаването на появата и интензивността на протонната аврора“, казва Андреа Хюз от Аеронавигационния университет на Embry-Riddle в Дейтона Бийч, Флорида , Хюз е водещ автор на нова книга, озаглавена „Протонната Аврора на Марс: Дневен феномен, вселенски през южното лято.“ Тя беше публикувана на 12 декември в списанието за геофизични изследвания, космическа физика.
„Може би един ден, когато междупланетните пътувания станат нещо обичайно, пътуващите, пристигащи на Марс през южното лято, ще имат седалки от предния ред, за да наблюдават марсианската протонна аурора, величествено танцуваща през деня на планетата (докато носят очила, чувствителни към ултравиолетовите, разбира се). Тези пътешественици ще бъдат свидетели от първа ръка на последните етапи на Марс, който губи остатъка от водата си в космоса “, казва Хюз в съобщение за пресата.
Първият път, когато MAVEN забеляза марсианския поляр, учените смятат, че това е сравнително рядко явление. Но сега те откриват тези UV протонни аурори много по-често. „Отначало вярвахме, че тези събития са доста редки, защото не гледахме правилните времена и места“, казва Майк Чафин, научен сътрудник в Лабораторията за атмосферна и космическа физика на Университета в Колорадо Боулдър и втори автор от изследването.
„Но след по-внимателно разглеждане открихме, че протонната аурора се среща много по-често в дневните наблюдения през южното лято, отколкото първоначално очаквахме.“ Екипът е открил протонната аурора в около 14 процента от наблюденията им през деня, което се увеличава до повече от 80 процента от времето, когато се разглеждат само наблюдения в южното лято през лятото. „За сравнение, IUVS е открил дифузна аврора на Марс в няколко процента от орбитите с благоприятна геометрия, а дискретни открития на аврора все по-рядко се намират в набора от данни“, казва Ник Шнайдер, съавтор и ръководител на екипа на IUVS в LASP.
Фактът, че тези аурори са по-изобилни през лятото, по-специално южното лято, заинтригува учените. Това беше акъл за това как те могат да проследят продължаващите водни загуби на Марс. Марс е най-близо до Слънцето по време на юг и лято и затова получава повече слънчев вятър. Лятото може да породи и огромни прашни бури, които не само създават огромни прашни кули с височина до 80 километра, но и принуждават водни пари високо в атмосферата.
Слънчевият UV разделя водната пара на водород и кислород, а увеличеният водород в водородната корона на Марс означава, че взаимодействията между него и слънчевите частици се увеличават, създавайки UV auroras.
„Всички условия, необходими за създаването на марсианска протонна аурора (например, слънчевите протони на вятъра, разширената водородна атмосфера и липсата на глобално диполно магнитно поле) са по-често достъпни на Марс, отколкото тези, необходими за създаване на други видове аурора “, казва Хюз. „Освен това връзката между наблюденията на MAVEN за увеличаване на атмосферното бягство и увеличаването на честотата и интензивността на протонната аврора означава, че протонната аурора всъщност може да се използва като прокси за това, което се случва във водородната корона около Марс, и следователно, прокси за времена на увеличаване атмосферно бягство и загуба на вода. "
Повече ▼:
- Прессъобщение: Newfound Martian Aurora Всъщност най-често срещаните; Навеси светлина на променящия се климат на Марс
- Документ за изследване: Протон Аврора на Марс: Дневен феномен, проникващ през южното лято
- Космическо списание: Когато марсианските бури наистина вървят, те създават кули с прах с височина 80 километра
- Резюме на изследването: Марс експресни наблюдения на водородната Корона на Марс
