Lokasi aurora di Marikh. Kredit gambar: ESA Klik untuk membesarkan
Aurora yang mirip dengan Lampu Utara Bumi nampaknya biasa di Marikh, menurut ahli fizik di University of California, Berkeley, yang telah menganalisis data bernilai enam tahun dari Mars Global Surveyor.
Penemuan ratusan aura selama enam tahun terakhir mengejutkan, kerana Mars tidak mempunyai medan magnet global yang di Bumi adalah sumber aurora borealis dan antipodal aurora australis.
plot 13,000 peristiwa auroral di Marikh
Menurut ahli fizik, aura di Marikh bukan disebabkan oleh medan magnet seluruh planet, tetapi dikaitkan dengan tompok medan magnet yang kuat di kerak bumi, terutama di hemisfera selatan. Dan mungkin juga tidak berwarna, para penyelidik mengatakan: Elektron bertenaga yang berinteraksi dengan molekul di atmosfera untuk menghasilkan cahaya mungkin hanya menghasilkan sinar ultraviolet - bukan merah, hijau dan biru Bumi.
"Fakta bahawa kita melihat aura sesering kita mengagumkan," kata ahli fizik UC Berkeley, David A. Brain, pengarang utama sebuah makalah mengenai penemuan yang baru-baru ini diterima oleh jurnal Geophysical Research Letters. "Penemuan aura di Mars mengajar kita sesuatu tentang bagaimana dan mengapa ia berlaku di tempat lain di sistem suria, termasuk di Musytari, Saturnus, Uranus dan Neptunus."
Brain dan Jasper S. Halekas, kedua-dua penolong fizik penyelidikan di Makmal Sains Angkasa UC Berkeley, bersama rakan-rakan mereka dari UC Berkeley, University of Michigan, Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA dan University of Toulouse di Perancis, juga melaporkan penemuan mereka dalam poster yang dibentangkan pada hari Jumaat, 9 Disember, di mesyuarat Kesatuan Geofizik Amerika di San Francisco.
Tahun lalu, kapal angkasa Eropah Mars Express pertama kali mengesan kilatan cahaya ultraviolet di sisi malam Marikh dan pasukan astronomi antarabangsa mengenal pasti ia sebagai kilat auroral pada terbitan Nature pada 9 Jun 2005. Setelah mengetahui penemuan tersebut, para penyelidik UC Berkeley beralih ke data dari Mars Global Surveyor untuk melihat apakah paket instrumen UC Berkeley yang berada di dalam pesawat - sebuah magnetometer-reflektor elektron - telah mengesan bukti aura lain. Kapal angkasa itu mengorbit Mars sejak September 1997 dan sejak 1999 telah memetakan dari ketinggian 400 kilometer (250 batu) permukaan Mars dan medan magnet Mars. Ia berada di orbit kutub yang menjadikannya selalu pada pukul 2 pagi ketika berada di sisi malam planet ini.
Dalam satu jam pertama kali menyelidiki data, Brain dan Halekas menemui bukti kilat auroral - puncak spektrum tenaga elektron yang serupa dengan puncak yang dilihat dalam spektrum atmosfer Bumi semasa aurora. Sejak itu, mereka telah mengkaji lebih daripada 6 juta rakaman oleh reflektor elektron dan mendapati di tengah data sekitar 13.000 isyarat dengan puncak elektron yang menunjukkan aurora. Menurut Brain, ini mungkin mewakili ratusan acara auroral di sebelah malam seperti kilat yang dilihat oleh Mars Express.
Ketika kedua ahli fizik menunjukkan kedudukan setiap pemerhatian, aurora bertepatan tepat dengan margin kawasan magnet pada permukaan Martian. Pasukan yang sama, yang diketuai oleh penulis bersama Mario H. Acu? A dari Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA dan Robert Lin, profesor fizik UC Berkeley dan pengarah Makmal Sains Angkasa, telah memetakan medan magnet permukaan ini secara meluas menggunakan magnetometer / reflectometer menaiki Mars Global Surveyor. Sama seperti aura Bumi berlaku di mana garis medan magnet menyelam ke permukaan di kutub utara dan selatan, aura Mars berlaku di sempadan kawasan magnet di mana garis medan melengkung secara menegak ke kerak bumi.
Daripada 13,000 pemerhatian auroral setakat ini, yang terbesar nampaknya bertepatan dengan peningkatan aktiviti angin suria.
"Kilat yang dilihat oleh Mars Express tampaknya berada di hujung tenaga yang mungkin," kata Halekas. "Sama seperti di Bumi, cuaca luar angkasa dan ribut matahari cenderung membuat aurora lebih cerah dan kuat."
Penggambaran medan magnet permukaan di Marikh
Aura bumi disebabkan ketika zarah-zarah yang dibebankan dari sinar matahari ke medan magnet pelindung planet dan, bukannya menembus ke tanah, dialihkan di sepanjang garis medan ke tiang, di mana mereka menyalurkan ke bawah dan bertabrakan dengan atom di atmosfer untuk membuat bujur cahaya di sekitar setiap tiang. Elektron adalah sebahagian besar zarah bermuatan, dan aktiviti auroral dikaitkan dengan proses fizikal yang masih belum difahami yang mempercepat elektron, menghasilkan puncak yang jelas dalam spektrum tenaga elektron.
Proses di Marikh mungkin serupa, kata Lin, kerana zarah angin suria disalurkan ke sisi malam Marikh di mana mereka berinteraksi dengan garis medan kerak. Cahaya ultraviolet dihasilkan apabila zarah-zarah itu memukul molekul karbon dioksida.
"Pengamatan menunjukkan beberapa proses percepatan terjadi seperti di Bumi," katanya. "Sesuatu telah mengambil elektron dan memberi mereka tendangan."
Apa yang "sesuatu" itu tetap menjadi misteri, walaupun Lin dan rakan-rakannya di Berkeley UC bersandar pada proses yang disebut penyambungan semula magnetik, di mana medan magnet yang bergerak dengan zarah angin suria pecah dan menyambung semula dengan medan kerak. Garis medan penyambungan semula boleh menjadi zarah yang mengalirkan zarah ke tenaga yang lebih tinggi.
Medan magnet permukaan, kata Brain, dihasilkan oleh batu bermagnet tinggi yang terjadi di tambalan selebar hingga 1.000 kilometer dan kedalaman 10 kilometer. Tompok-tambalan ini mungkin mengekalkan daya tarikan yang tersisa ketika Mars mempunyai medan global dengan cara yang serupa dengan apa yang berlaku ketika jarum dibelai dengan magnet, mendorong daya magnet yang tetap ada walaupun magnet ditarik. Ketika medan global Mars mati berbilion tahun yang lalu, angin suria dapat menghilangkan atmosfera. Hanya medan kerak yang kuat yang masih ada untuk melindungi bahagian permukaan.
"Kami memanggilnya mini-magnetospheres, kerana mereka cukup kuat untuk menahan angin suria," kata Lin, sambil memperhatikan bahawa ladang-ladang itu meluas hingga 1.300 kilometer di atas permukaan. Walaupun begitu, medan magnet Martian terkuat adalah 50 kali lebih lemah daripada medan di permukaan Bumi. Sukar untuk menerangkan bagaimana medan ini dapat menyalurkan dan mempercepat angin suria dengan cukup cekap untuk menghasilkan aurora, katanya.
Otak, Halekas, Lin dan rakan-rakan mereka berharap dapat menambang data Mars Global Surveyor untuk maklumat lebih lanjut mengenai aurora dan mungkin bergabung dengan pasukan Eropah yang mengendalikan Mars Express untuk mendapatkan data pelengkap mengenai sekejap yang dapat menyelesaikan misteri asal usul mereka.
"Mars Global Surveyor dirancang untuk jangka hayat 685 hari, tetapi sudah sangat berharga selama lebih dari enam tahun sekarang, dan kami masih mendapat hasil yang luar biasa," kata Lin.
Karya itu disokong oleh NASA. Penulis bersama Brain, Halekas, Lin dan Acu? A adalah Laura M. Peticolas, Janet G. Luhmann, David L. Mitchell dan Greg T. Delory dari Makmal Sains Angkasa UC Berkeley; Steve W. Bougher dari University of Michigan; dan Henri R? me dari Center d'Etude Spatiale des Rayonnements di Toulouse.
Sumber Asal: Siaran Berita UC Berkeley
