En nyligen publicerad studie, presenterades den 12 december vid American Geophysical Union (AGU) möte, avslöjar att en typ av norrsken från mars som ursprungligen upptäcktes av NASA:s rymdfarkost MAVEN faktiskt är det vanligaste norrskenet på den röda planeten, Embry-Riddle Aeronautical University forskare sa.

Studien, medförfattare av forskare vid University of Colorado Boulders Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) och finansierat av MAVEN-uppdraget (Mars Atmosphere and Volatile EvolutionN), föreslår också ett sätt att spåra vattenförlust och bättre förstå hur klimatet på mars har förändrats över tiden, laget rapporterade.

Till skillnad från de briljant färgade norrsken som dansar över natthimlen nära jordens polarområden, det vanligaste norrskenet på Mars är ett fenomen vid dagen som kallas en proton norrsken, förklarade Embry-Riddle Ph.D. kandidat Andréa Hughes, huvudförfattare till ett papper som är planerat att publiceras den 12 december i Journal of Geophysical Research, Rymdfysik .

Proton norrsken på Mars bildas när solvinden strömmar mot det massiva vätemolnet som omsluter Mars, och positivt laddade protoner neutraliseras genom att fånga elektroner från väteatomer. När de energiska, snabbrörliga atomer interagerar med molekyler i den lägre atmosfären, de avger ultraviolett ljus, skapa en proton norrsken, sa Hughes.

"Observationer av proton norrsken på Mars ger ett unikt perspektiv på väte och, därför, vattenförlust från planeten, " sa medförfattaren Dr. Edwin Mierkiewicz från Embry-Riddle. "Genom denna forskning, vi kan få en djupare förståelse för solens interaktioner med den övre atmosfären på Mars och med liknande kroppar i vårt (solsystem), eller i ett annat solsystem, som saknar ett globalt magnetfält."

Forskarna fann att proton norrsken på Mars var vanligare och intensivare när nivåerna av väte som flydde ut i atmosfären var som högst. Dessutom, medförfattare Mike Chaffin vid University of Colorado Boulder sa, "teamet såg många fler protonnornor på Mars dagsida under det varma, dammig södra sommarsäsong, när planeten är närmare solen." Proton norrsken sågs i 14 procent av alla observationer på dagen i datamängden, och i mer än 80 procent av södra sommarobservationer dagtid.

Virvlande damm och högre temperaturer under Mars-södra sommaren gör att vattenånga lyfts upp till höga höjder, där solens extrema ultravioletta ljus kan dela vattnet i väte och syre. Eftersom väte är lätt, den filtrerar till toppen av Mars atmosfär och berikar planetens omgivande vätemoln, eller corona. Denna "uppblåsta" vätekorona kan lättare fly planeten och interagera med inkommande solvindsprotoner, producerar fler proton norrsken under denna säsong.

Således, proton norrsken "kan faktiskt användas som en proxy för vad som händer i vätekoronan som omger Mars, och därför, en proxy för tider av ökad atmosfärisk flykt och vattenförlust, sa Hughes.

Även om Mars proton norrsken inte kan ses av mänskliga ögon, upptäckt var inget problem för Imaging UltraViolet Spectrograph (IUVS) instrumentet på NASA:s rymdfarkost MAVEN. Studien utnyttjade MAVEN/IUVS-data som omfattar flera marsår.

När MAVEN först upptäckte proton norrsken 2016, forskare trodde att sådana händelser var "ganska sällsynta eftersom vi inte tittade på rätt tider och platser, " sade Chaffin. I efterföljande undersökningar, dock, forskarna bekräftade att proton norrsken är mycket vanliga på Mars. "Som jämförelse, " sa Dr Nick Schneider, studiemedförfattare och ledare för IUVS-teamet vid LASP, "de två andra typerna av Mars norrsken som liknar nattliga händelser på jorden - diskreta och diffusa norrsken - observeras sällan på Mars."

Målet med NASA:s MAVEN-uppdrag, lanserades i november 2013, är att lära sig hur Mars förlorade det mesta av sin atmosfär och vatten och förvandlades till en kyla, torr, ogästvänlig planet. MAVENs huvudutredare är baserad på University of Colorado/LASP och MAVEN-projektet leds av NASA:s Goddard Space Flight Center.

Hughes är en Ph.D. kandidat som tar en doktorsexamen i teknisk fysik från Embry-Riddle. Hon hoppas att en dag arbeta för NASA som en del av teamet som skickar de första människorna till Mars.

"Kanske en dag, när interplanetära resor blir vanliga, resenärer som anländer till Mars under södra sommaren kommer att ha sittplatser på främre raden för att observera Mars protonnorrande majestätiskt dansa över planetens dagsida (medan de bär ultraviolettkänsliga glasögon, självklart), " sa hon. "Dessa resenärer kommer att bevittna de sista stadierna av Mars som förlorar resten av sitt vatten till rymden."