MAVEN beobachtet das „Nachtleuchten“ auf dem Mars

Große Gebiete des Nachthimmels auf dem Mars pulsieren laut Aufnahmen der NASA-Raumsonde MAVEN in ultravioletten Wellenlängen. Die Ergebnisse werden verwendet, um komplexe Zirkulationsmuster in der Marsatmosphäre zu erklären.

Das MAVEN-Team war überrascht festzustellen, dass die Atmosphäre exakt dreimal pro Nacht pulsierte – und das nur im Frühjahr und im Herbst. Die neuen Daten offenbarten auch unerwartete Wellen und Spiralen über den Winterpolen. Außerdem bestätigten sie die Ergebnisse der Raumsonde Mars Express, laut denen dieses Nachtleuchten über den Winterpolarregionen am hellsten war.

„Die Aufnahmen von MAVEN bieten uns die ersten globalen Einblicke in die atmosphärischen Bewegungen in der mittleren Marsatmosphäre, einer entscheidenden Region, wo die Luftströmungen Gase zwischen den niedrigsten und höchsten Schichten transportieren“, sagte Nick Schneider vom Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) der University of Colorado in Boulder. Das Aufleuchten tritt auf, wo vertikale Winde Gase in Regionen mit höheren Dichten hinabtragen. Dadurch werden die chemischen Reaktionen beschleunigt, die Stickoxide erzeugen und das ultraviolette Leuchten antreiben.

Schneider ist der Leiter des MAVEN Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS) Instruments, das diese Beobachtungen machte. Er ist der Hauptautor einer Studie zu diesem Thema, die am 6. August 2020 im Journal of Geophysical Research, Space Physics erschien. Ultraviolettes Licht ist für das menschliche Auge unsichtbar, aber mit speziellen Instrumenten registrierbar.

„Das ultraviolette Leuchten stammt hauptsächlich aus einer Höhe von etwa 70 Kilometern, wobei die hellste Region etwa tausend Kilometer Durchmesser hat und im Ultraviolettbereich so hell ist wie die Nordlichter auf der Erde“, sagte Zac Milby vom LASP. „Unglücklicherweise hat die Zusammensetzung der Marsatmosphäre zufolge, dass diese hellen Gebiete kein Licht in sichtbaren Wellenlängen emittieren, die von zukünftigen Astronauten auf dem Mars wahrnehmbar wären. Schade: Die hellen Gebiete würden sich jede Nacht nach Sonnenuntergang verstärken und mit 300 Kilometern pro Stunde über den Himmel treiben.“

Die Pulsationen offenbaren die Bedeutung von planetenumrundenden Wellen in der Marsatmosphäre. Die Anzahl der Wellen und ihre Geschwindigkeit sprechen dafür, dass die mittlere Marsatmosphäre durch das tägliche Muster der Aufheizung durch die Sonne und durch Störungen aufgrund der Topografie der riesigen Vulkanberge auf dem Mars beeinflusst wird. Diese pulsierenden Flecken sind der deutlichste Hinweis darauf, dass die mittleren Atmosphärenwellen zu jenen passen, von denen man weiß, dass sie die Schichten darunter und darüber dominieren.

„MAVENs Hauptentdeckungen, der Verlust der Atmosphäre und der Klimawandel, zeigen die Bedeutung dieser ausgedehnten Zirkulationsmuster, die atmosphärische Gase um den Planeten transportieren sowie von der Oberfläche bis an den Rand zum Weltraum“, sagte Sonal Jain vom LASP.

Als nächstes plant das Team das Nachtleuchten von der Seite zu beobachten anstatt von oben. Dafür werden Daten des IUVS-Instruments genutzt, während es gerade den Rand des Planeten beobachtet. Diese neue Perspektive wird verwendet, um die vertikalen Winde und saisonale Veränderungen besser zu verstehen.

Das Nachtleuchten auf dem Mars wurde erstmals vom SPICAM-Instrument an Bord der ESA-Raumsonde Mars Express registriert. Das IUVS-Instrument ist jedoch ein Instrument der nächsten Generation, was das Nachtleuchten besser kartieren und Muster und wiederkehrende Verhaltensweisen finden kann. Viele Planeten inklusive der Erde zeigen Nachtleuchten, aber MAVEN ist die erste Mission, die so viele Bilder vom Nachtleuchten eines anderen Planeten gesammelt hat.

Die Studie wurde von der MAVEN-Mission finanziert. Der leitende Wissenschaftler der MAVEN-Mission hat seinen Sitz am Laboratory for Atmospheric and Space Physics der University of Colorado in Boulder. Das Goddard Space Flight Center der NASA betreibt die MAVEN-Mission. Die NASA erforscht unser Sonnensystem und den Raum darüber hinaus, untersucht Welten, Sterne und kosmische Rätsel nah und fern mit einer leistungsfähigen Flotte von boden- und weltraumgestützten Missionen.

Quelle

(THK)