Den ultravioletta "nattglöden" i Mars atmosfär. Gröna och vita falska färger representerar intensiteten av ultraviolett ljus, med vitt som ljusast. Nattskenet mättes på cirka 70 kilometers höjd av instrumentet Imaging UltraViolet Spectrograph på NASAs rymdfarkost MAVEN. En simulerad vy av Mars-klotet läggs till digitalt för sammanhang. Bilden visar en intensiv ljusning i Mars nattliga atmosfär. Ljusningarna inträffar regelbundet efter solnedgången på marskvällar under höst- och vintersäsonger, och blekna vid midnatt. Ljusningen orsakas av ökade nedåtgående vindar som förstärker den kemiska reaktionen och skapar kväveoxid som orsakar glöden. Kredit:NASA/MAVEN/Goddard Space Flight Center/CU/LASP
Vidsträckta områden på Mars natthimlen pulserar i ultraviolett ljus, enligt bilder från NASA:s rymdfarkost MAVEN. Resultaten används för att belysa komplexa cirkulationsmönster i Mars atmosfär.
MAVEN-teamet blev förvånade när de upptäckte att atmosfären pulserade exakt tre gånger per natt, och endast under Mars vår och höst. De nya uppgifterna avslöjade också oväntade vågor och spiraler över vinterpolerna, samtidigt som det bekräftar Mars Express-rymdfarkostens resultat att detta nattsken var starkast över vinterns polarområden.
"MAVENs bilder ger våra första globala insikter om atmosfäriska rörelser i Mars mellanatmosfär, ett kritiskt område där luftströmmar transporterar gaser mellan de lägsta och högsta skikten, " sa Nick Schneider från University of Colorados laboratorium för atmosfärs- och rymdfysik (LASP), Flyttblock, Colorado. Ljusningen uppstår där vertikala vindar leder gaser ner till områden med högre densitet, påskynda de kemiska reaktionerna som skapar kväveoxid och driver den ultravioletta glöden. Schneider är instrumentledare för instrumentet MAVEN Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS) som gjorde dessa observationer, och huvudförfattare till en artikel om denna forskning som visas den 6 augusti i Journal of Geophysical Research, Rymdfysik . Ultraviolett ljus är osynligt för det mänskliga ögat men kan upptäckas av specialiserade instrument.
Diagrammet förklarar orsaken till Mars glödande nattlig atmosfär. På Mars dag, molekyler slits isär av energiska solfotoner. Globala cirkulationsmönster bär atomfragmenten till nattsidan, där nedåtgående vindar ökar reaktionshastigheten för atomerna att reformera molekyler. De nedåtgående vindarna förekommer nära polerna vid vissa årstider och i ekvatorialområdena vid andra. De nya molekylerna innehåller extra energi som de avger som ultraviolett ljus. Kredit:NASA/MAVEN/Goddard Space Flight Center/CU/LASP
"Det ultravioletta skenet kommer mestadels från en höjd av cirka 70 kilometer (ungefär 40 miles), med den ljusaste punkten cirka tusen kilometer (ungefär 600 miles) i diameter, och är lika ljus i ultraviolett ljus som jordens norrsken, sa Zac Milby, även av LASP. "Tyvärr, sammansättningen av Mars atmosfär innebär att dessa ljusa fläckar inte avger något ljus vid synliga våglängder som gör att de kan ses av framtida Mars-astronauter. Synd:de ljusa fläckarna skulle intensifieras ovanför varje natt efter solnedgången, och driver över himlen i 300 kilometer i timmen (cirka 180 miles per timme)."
Pulsationerna avslöjar vikten av planetomslutande vågor i Mars atmosfär. Antalet vågor och deras hastighet indikerar att Mars mellanatmosfär påverkas av det dagliga mönstret av solvärme och störningar från topografin av Mars enorma vulkanberg. Dessa pulserande fläckar är det tydligaste beviset på att mellanatmosfärens vågor matchar de som är kända för att dominera lagren ovanför och under.
"MAVENs främsta upptäckter av atmosfärsförlust och klimatförändringar visar vikten av dessa enorma cirkulationsmönster som transporterar atmosfäriska gaser runt om i världen och från ytan till rymdens kant." sa Sonal Jain, även av LASP.
Nästa, teamet planerar att titta på nattglöd "sidleds", istället för nerifrån ovan, med hjälp av data tagna av IUVS som tittar precis ovanför planetens kant. Detta nya perspektiv kommer att användas för att förstå vertikala vindar och årstidsförändringar ännu mer exakt.
Mars-nattskenet observerades först av SPICAM-instrumentet på Europeiska rymdorganisationens rymdfarkost Mars Express. Dock, IUVS är ett nästa generations instrument som bättre kan kartlägga nattens glöd upprepade gånger, hitta mönster och periodiska beteenden. Många planeter inklusive jorden har nattsken, men MAVEN är det första uppdraget att samla så många bilder av en annan planets nattglöd.
