Physiker erklären, wie Polarlichter auf dem Mars entstehen

Physiker unter der Leitung der University of Iowa haben herausgefunden, wie eine Art Polarlicht auf dem Mars entsteht.

In einer neuen Studie untersuchten die Physiker diskrete Polarlichter, eine Lichterscheinung am Himmel, die hauptsächlich nachts auf der Südhalbkugel des Roten Planeten auftritt. Während Wissenschaftler von diskreten Polarlichtern auf dem Mars wussten – die auch auf der Erde vorkommen –, wussten sie nicht, wie sie entstanden sind. Das liegt daran, dass der Mars kein globales Magnetfeld wie die Erde hat, das ein Hauptauslöser für Aurora ist, die auf unserem Planeten auch als Nord- und Südlicht bezeichnet wird.

Stattdessen, berichten die Physiker, werden diskrete Polarlichter auf dem Mars durch die Wechselwirkung zwischen dem Sonnenwind – dem konstanten Strahl geladener Teilchen von der Sonne – und Magnetfeldern, die von der Kruste in südlichen Breiten auf dem Mars erzeugt werden, bestimmt. Es ist die Natur dieser lokalisierten Wechselwirkung zwischen dem Sonnenwind und den Magnetfeldern der Kruste, die zu diskreten Polarlichtern führt, finden die Wissenschaftler.

„Wir haben die erste detaillierte Studie, die untersucht, wie sich Sonnenwindbedingungen auf die Polarlichter auf dem Mars auswirken“, sagt Zachary Girazian, assoziierter Forschungswissenschaftler in der Abteilung für Physik und Astronomie und korrespondierender Autor der Studie. „Unsere wichtigste Erkenntnis ist, dass innerhalb der starken Krustenfeldregion die Aurora-Vorkommensrate hauptsächlich von der Ausrichtung des Magnetfelds des Sonnenwinds abhängt, während die Auftretensrate außerhalb der starken Krustenfeldregion hauptsächlich vom dynamischen Druck des Sonnenwinds abhängt.“

Die Ergebnisse stammen aus mehr als 200 Beobachtungen diskreter Polarlichter auf dem Mars durch die von der NASA geführte Raumsonde Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN). Eines der für die Beobachtungen verwendeten Instrumente, der Solar Wind Ion Analyzer, wird von Jasper Halekas geleitet, außerordentlicher Professor am Institut für Physik und Astronomie und Mitautor der Studie.

„Jetzt ist eine sehr fruchtbare und aufregende Zeit für die Erforschung der Polarlichter auf dem Mars. Die Datenbank mit diskreten Polarlichtbeobachtungen, die wir von MAVEN haben, ist die erste ihrer Art und ermöglicht uns zum ersten Mal, grundlegende Merkmale der Polarlichter zu verstehen“, sagt Girazian.

Die Studie „Discrete Aurora at Mars: Dependence on Upstream Solar Wind Conditions“ wurde online am 27. März in der veröffentlicht Journal of Geophysical Research: Weltraumphysik.