Θέση της αυγής στον Άρη. Πιστωτική εικόνα: ESA Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Οι αύρες που μοιάζουν με τα Βόρεια Φώτα της Γης φαίνεται να είναι συνηθισμένοι στον Άρη, σύμφωνα με φυσικούς στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϋ, οι οποίοι έχουν αναλύσει δεδομένα αξίας έξι ετών από τον Mars Global Surveyor.
Η ανακάλυψη εκατοντάδων αύρων τα τελευταία έξι χρόνια αποτελεί έκπληξη, καθώς ο Άρης δεν έχει το παγκόσμιο μαγνητικό πεδίο που στη Γη είναι η πηγή των aorea borealis και του antododal aurora australis.
πλοκή των 13.000 ακουστικών εκδηλώσεων στον Άρη
Σύμφωνα με τους φυσικούς, οι αύρες στον Άρη δεν οφείλονται σε μαγνητικό πεδίο σε όλο τον πλανήτη, αλλά σχετίζονται με μπαλώματα ισχυρού μαγνητικού πεδίου στον φλοιό, κυρίως στο νότιο ημισφαίριο. Και μάλλον δεν είναι τόσο πολύχρωμα, λένε οι ερευνητές: Τα ενεργητικά ηλεκτρόνια που αλληλεπιδρούν με μόρια στην ατμόσφαιρα για να παράγουν τη λάμψη παράγουν πιθανώς μόνο υπεριώδες φως - όχι τα κόκκινα, πράσινα και μπλε της Γης.
«Το γεγονός ότι βλέπουμε τις αύρες τόσο συχνά όσο κάνουμε είναι εκπληκτικό», δήλωσε ο φυσικός του UC Berkeley, David A. Brain, ο κύριος συγγραφέας μιας εργασίας για την ανακάλυψη που έγινε πρόσφατα αποδεκτή από το περιοδικό Geophysical Research Letters. «Η ανακάλυψη των αύρων στον Άρη μας διδάσκει κάτι για το πώς και γιατί συμβαίνουν αλλού στο ηλιακό σύστημα, συμπεριλαμβανομένων των Δία, Κρόνου, Ουρανού και Ποσειδώνα».
Ο Brain και ο Jasper S. Halekas, και οι δύο βοηθοί ερευνητικοί φυσικοί στο UC Berkeley Space Sciences Laboratory, μαζί με τους συναδέλφους τους από το UC Berkeley, το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, το Goddard Space Flight Center της NASA και το Πανεπιστήμιο της Τουλούζης στη Γαλλία, ανέφεραν επίσης τα ευρήματά τους σε ένα αφίσα που παρουσιάστηκε την Παρασκευή, 9 Δεκεμβρίου, στη συνάντηση της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης στο Σαν Φρανσίσκο.
Πέρυσι, το ευρωπαϊκό διαστημικό σκάφος Mars Express εντόπισε για πρώτη φορά ένα φλας υπεριώδους φωτός στη νύχτα του Άρη και μια διεθνής ομάδα αστρονόμων το εντόπισε ως ένα ακουστικό φλας στο τεύχος της Φύσης, στις 9 Ιουνίου 2005. Αφού άκουσαν την ανακάλυψη, οι ερευνητές του UC Berkeley στράφηκαν σε δεδομένα από τον Mars Global Surveyor για να δουν αν ένα ενσωματωμένο πακέτο οργάνων UC Berkeley - ένα μαγνητόμετρο-ηλεκτρονικό ανακλαστικόμετρο - είχε ανιχνεύσει άλλα στοιχεία για αύρες. Το διαστημικό σκάφος βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Άρη από τον Σεπτέμβριο του 1997 και από το 1999 χαρτογραφεί από υψόμετρο 400 χιλιόμετρα (250 μίλια) την επιφάνεια του Άρη και τα μαγνητικά πεδία του Άρη. Βρίσκεται σε μια πολική τροχιά που τη διατηρεί πάντα στις 2 π.μ. όταν βρίσκεται στη νύχτα του πλανήτη.
Μέσα σε μια ώρα από την πρώτη διερεύνηση των δεδομένων, ο Brain και ο Halekas ανακάλυψαν στοιχεία για ένα ακουστικό φλας - μια κορυφή στο φάσμα ενέργειας ηλεκτρονίων όμοια με τις κορυφές που παρατηρούνται στα φάσματα της ατμόσφαιρας της Γης κατά τη διάρκεια μιας αύρας. Έκτοτε, έχουν ελέγξει περισσότερες από 6 εκατομμύρια ηχογραφήσεις από το ηλεκτρονικό ανακλασίμετρο και βρήκαν ανάμεσα στα δεδομένα περίπου 13.000 σήματα με μια κορυφή ηλεκτρονίων ενδεικτική μιας αύρας. Σύμφωνα με τον Brain, αυτό μπορεί να αντιπροσωπεύει εκατοντάδες αυριανά γεγονότα, όπως το φλας που βλέπει το Mars Express.
Όταν οι δύο φυσικοί επισήμαναν τη θέση κάθε παρατήρησης, οι αύρες συνέπεσαν ακριβώς με τα περιθώρια των μαγνητισμένων περιοχών στην επιφάνεια του Άρη. Η ίδια ομάδα, με επικεφαλής τους συν-συγγραφείς Mario H. Acu? A του Goddard Space Flight Center της NASA και Robert Lin, καθηγητής φυσικής UC Berkeley και διευθυντής του εργαστηρίου διαστημικών επιστημών, έχει χαρτογραφήσει εκτενώς αυτά τα επιφανειακά μαγνητικά πεδία χρησιμοποιώντας το μαγνητόμετρο / ανακλασίμετρο στο Mars Global Surveyor. Ακριβώς όπως εμφανίζονται οι αύρες της Γης όπου οι γραμμές μαγνητικού πεδίου βουτούν στην επιφάνεια στους βόρειους και νότιους πόλους, οι αύρες του Άρη εμφανίζονται στα όρια των μαγνητισμένων περιοχών όπου οι γραμμές πεδίου σχηματίζονται κάθετα στον φλοιό.
Από τις 13.000 ακουστικές παρατηρήσεις μέχρι στιγμής, οι μεγαλύτερες φαίνεται να συμπίπτουν με την αυξημένη δραστηριότητα του ηλιακού ανέμου.
«Το φλας που βλέπει η Mars Express φαίνεται να είναι στο φωτεινό άκρο των δυνατοτήτων ενέργειας», είπε ο Χαλέκας. «Όπως και στη Γη, ο διαστημικός καιρός και οι ηλιακές καταιγίδες τείνουν να κάνουν τις αύρες φωτεινότερες και ισχυρότερες».
Απεικόνιση των επιφανειακών μαγνητικών πεδίων στον Άρη
Οι αύρες της γης προκαλούνται όταν φορτισμένα σωματίδια από τον ήλιο χτυπούν στο προστατευτικό μαγνητικό πεδίο του πλανήτη και, αντί να διεισδύουν στο έδαφος, εκτρέπονται κατά μήκος γραμμών πεδίου στον πόλο, όπου διοχετεύονται και συγκρούονται με άτομα στην ατμόσφαιρα για να δημιουργήσουν ένα οβάλ φωτός γύρω από κάθε πόλο. Τα ηλεκτρόνια είναι ένα μεγάλο ποσοστό των φορτισμένων σωματιδίων, και η ακουστική δραστηριότητα σχετίζεται με μια φυσική διαδικασία που δεν είναι ακόμη κατανοητή που επιταχύνει τα ηλεκτρόνια, παράγοντας μια ενδεικτική κορυφή στο φάσμα των ενεργειών ηλεκτρονίων.
Η διαδικασία στον Άρη είναι πιθανώς παρόμοια, είπε ο Λιν, καθώς τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου διοχετεύονται γύρω από τη νυχτερινή πλευρά του Άρη, όπου αλληλεπιδρούν με τις γραμμές του φλοιού. Το υπεριώδες φως παράγεται όταν τα σωματίδια χτυπούν μόρια διοξειδίου του άνθρακα.
«Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι κάποια διαδικασία επιτάχυνσης συμβαίνει όπως στη Γη», είπε. «Κάτι πήρε τα ηλεκτρόνια και τους έδωσε ένα λάκτισμα.»
Αυτό που είναι «κάτι» παραμένει μυστήριο, αν και ο Λιν και οι συνεργάτες του στο UC Berkeley κλίνουν προς μια διαδικασία που ονομάζεται μαγνητική επανασύνδεση, όπου το μαγνητικό πεδίο που ταξιδεύει με τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου σπάει και επανασυνδέεται με το πεδίο του φλοιού. Οι γραμμές επανασύνδεσης πεδίου θα μπορούσαν να είναι αυτές που φέρουν τα σωματίδια σε υψηλότερες ενέργειες.
Τα επιφανειακά μαγνητικά πεδία, είπε ο Brain, παράγονται από πολύ μαγνητισμένο βράχο που εμφανίζεται σε μπαλώματα πλάτους έως 1.000 χιλιομέτρων και βάθους 10 χιλιομέτρων. Αυτά τα μπαλώματα διατηρούν πιθανώς το μαγνητισμό που άφησε όταν ο Άρης είχε ένα παγκόσμιο πεδίο με τρόπο παρόμοιο με αυτό που συμβαίνει όταν μια βελόνα χαϊδεύεται με μαγνήτη, προκαλώντας μαγνητισμό που παραμένει ακόμη και μετά την απόσυρση του μαγνήτη. Όταν το παγκόσμιο πεδίο του Άρη πέθανε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, ο ηλιακός άνεμος μπόρεσε να απομακρύνει την ατμόσφαιρα. Μόνο τα ισχυρά πεδία φλοιού βρίσκονται ακόμη γύρω για να προστατεύσουν τμήματα της επιφάνειας.
«Τα ονομάζουμε μίνι-μαγνητόσφαιρες, επειδή είναι αρκετά ισχυρά για να αντέχουν από τον ηλιακό άνεμο», είπε ο Λιν, σημειώνοντας ότι τα χωράφια εκτείνονται μέχρι 1.300 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια. Ωστόσο, το ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο του Άρη είναι 50 φορές ασθενέστερο από το πεδίο στην επιφάνεια της Γης. Είναι δύσκολο να εξηγήσουμε πώς αυτά τα πεδία μπορούν να διοχετεύσουν και να επιταχύνουν τον ηλιακό άνεμο αρκετά αποτελεσματικά για να δημιουργήσουν μια αύρα, είπε.
Ο Brain, ο Halekas, ο Lin και οι συνάδελφοί τους ελπίζουν να εξορύξουν τα δεδομένα του Mars Global Surveyor για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις αύρες και ίσως να συμμετάσχουν στην ευρωπαϊκή ομάδα που λειτουργεί το Mars Express για να λάβουν συμπληρωματικά δεδομένα σχετικά με τις αναλαμπές που θα μπορούσαν να λύσουν το μυστήριο της προέλευσής τους.
«Το Mars Global Surveyor σχεδιάστηκε για διάρκεια ζωής 685 ημερών, αλλά ήταν πολύτιμο για περισσότερα από έξι χρόνια τώρα, και εξακολουθούμε να έχουμε εξαιρετικά αποτελέσματα», παρατηρεί ο Lin.
Το έργο υποστηρίχθηκε από τη NASA. Συνεργάτες με τους Brain, Halekas, Lin και Acu? A είναι οι Laura M. Peticolas, Janet G. Luhmann, David L. Mitchell και Greg T. Delory του UC Berkeley’s Space Sciences Laboratory. Steve W. Bougher του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν και ο Henri R; me του Center d'Etude Spatiale des Rayonnements στην Τουλούζη.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο τύπου UC Berkeley
