Polarlichter über dem Mars
Redaktion / DLR
astronews.com
22. Februar 2006
Auch der Mars ist magnetisch und zeigt über seiner Südhalbkugel
"Polarlichter". Nun haben Wissenschaftler mit dem Teilchenspektrometer ASPERA-3
an Bord des europäischen Satelliten Mars Express die Plasmaphysik dieser
Aurora näher untersucht. Dabei fanden sie geladene Teilchen, die aus der
Atmosphäre des Planeten in den freien Weltraum geschleudert werden. Die
Beobachtung könnte dabei helfen zu klären, wie der Mars seine Atmosphäre
verloren hat.
Das obere Bild zeigt die Nachtseite des Mars
während eines Sonnensturms, wie man sie im sichtbaren Licht
durch ein sehr empfindliches Teleskop beobachten würde
(künstlerische Darstellung). Entlang
der Krustenfelder über der Südhalbkugel bildet sich
Aurora-Leuchten. Über der Tagseite (unten) verhindert die
Ionosphäre des Planeten die Bildung einer Aurora. Bild:
Mats Holmstroem / IRF |
Seit etwa zehn Jahren wissen die Forscher, dass über der Südhalbkugel des Mars
starke Magnetfelder existieren, offenbar Relikte eines ursprünglichen
Magnetfelds in der Planetenkruste. Diese Felder weisen eine sehr heterogene
Struktur mit lokalen magnetischen Trichtern auf. Geophysiker vermuteten daher,
dass an diesen Trichtern - wie an den Polkappen der Erde - Aurora-Phänomene
auftreten müssten. Tatsächlich beobachtete das Spektrometer SPICAM auf der Sonde
Mars Express im Frühjahr 2005 erstmals UV-Strahlung von der Nachtseite des Mars.
Das Spektrometer ASPERA-3 befindet sich ebenfalls an Bord des europäischen
Satelliten und misst Energie und Richtung von geladenen und ungeladenen Atomen
und Molekülen im marsnahen Weltraum. Daher setzten es die Wissenschaftler zur
Erforschung der planetaren Aurora ein. Ihre Messungen ergaben, dass dort wie bei
der Erde Elektronen in magnetischen Trichtern zum Mars hin beschleunigt werden,
während gleichzeitig schwere Ionen aus seiner Atmosphäre ins All schießen. Vermutlich handelt es sich dabei um Sauerstoffionen, die häufigste
Ionenart in der Marsatmosphäre oberhalb von etwa 200 Kilometern Höhe.
Die Forscher registrierten die beschleunigten Ionen besonders über Regionen, in
denen das Krustenfeld des Planeten seine Polarität ändert. Daraus leiteten sie
ab, wie die Nachtseite des Mars in einem empfindlichen Teleskop aussähe. Allerdings ist das Licht der Mars-Aurora zu schwach, um von der Erde aus
wahrgenommen zu werden.
Und noch etwas erhoffen sich die Wissenschaftler aus den Messungen im
Marsorbit: Eine Antwort auf die Frage, wie der Mars seine ursprünglich dichte Atmosphäre verloren
hat. Die Erosionsspuren an der
Oberfläche des Mars deuten darauf hin, dass es dort in den ersten 500 Millionen Jahren
nach seiner Entstehung große Wassermengen und eine entsprechend dichte
Atmosphäre gab. Vermutlich beendete der Einschlag eines anderen Himmelskörpers
diese Periode. Dabei ging offenbar die Atmosphäre verloren und das innere
Magnetfeld des Planeten erlosch.
Seit einigen Jahren diskutieren die Wissenschaftler, ob der ständige Strom
energiereicher Teilchen von der Sonne (Sonnenwind) die Atmosphäre im Lauf der
vergangenen drei Milliarden Jahre abgetragen hat. Mit dem ASPERA-3-Experiment
auf Mars Express wollen die Forscher untersuchen, wie effizient diese Abtragung
ist. Der jetzt nachgewiesene Verlust von Sauerstoffionen in magnetischen
Trichtern spielt dabei eine wichtige Rolle. Am Bau des Instruments ASPERA-3 war
das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau
wesentlich beteiligt. Das schwedischen Institut für Weltraumphysik in Kiruna hat
das Experiment geleitet. Die Forscher berichteten über ihre Ergebnisse in der
aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science.
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