MAVEN en EMM maken eerste waarnemingen van Patchy Proton Aurora op Mars

That's one small step for a man, a giant leap for mankind, dat waren de woorden van Neill Armstrong toen hij zijn eerste stap op de maan zette. De ruimte en het universum interesseren ons allemaal, vind hier alles terug over ons zonnestelstel, de NASA, geplande ruimte missies en andere gebeurtenissen die ons allemaal aangaan.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 33354
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

MAVEN en EMM maken eerste waarnemingen van Patchy Proton Aurora op Mars

Bericht door univers » 31 aug 2022, 18:45

NASA's MAVEN-missie (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) en de Emirates Mars Mission (EMM) van de Verenigde Arabische Emiraten hebben gezamenlijke waarnemingen vrijgegeven van dynamische proton-aurora-gebeurtenissen op Mars. Externe poollichtobservaties door EMM in combinatie met in-situ plasma-observaties gemaakt door MAVEN openen nieuwe wegen voor het begrijpen van de atmosfeer van Mars. Deze samenwerking werd mogelijk gemaakt door recente gegevensuitwisseling tussen de twee missies en benadrukt de waarde van meerpuntsobservaties in de ruimte. Een studie van deze bevindingen verschijnt in het tijdschrift Geophysical Research Letters .

Afbeelding
Een fragmentarisch proton-aurora op Mars ontstaat wanneer turbulente omstandigheden rond de planeet ervoor zorgen dat geladen waterstofdeeltjes van de zon in de atmosfeer van Mars kunnen stromen. Beelden van 5 augustus tonen de typische atmosferische omstandigheden, waarin het EMM-instrument EMUS geen ongebruikelijke activiteit detecteert op twee golflengten die verband houden met het waterstofatoom. Maar op 11 en 30 augustus observeerde het instrument fragmentarische aurora op beide golflengten, wat wijst op turbulente interacties met de zonnewind.
Credits: EMM/EMUS

In de nieuwe studie ontdekte EMM fijne structuren in proton-aurora die de hele dagzijde van Mars overspanden. Proton-aurora, ontdekt door MAVEN in 2018 , is een soort Mars-aurora die ontstaat wanneer de zonnewind, bestaande uit geladen deeltjes van de zon, interageert met de bovenste atmosfeer. Typische proton-aurora-waarnemingen gemaakt door MAVEN en ESA's (de European Space Agency) Mars Express-missie laten zien dat deze aurora glad en gelijkmatig verdeeld over het halfrond lijkt. Daarentegen nam EMM proton-aurora waar dat zeer dynamisch en variabel leek. Deze "fragmentarische proton-aurora" ontstaat wanneer turbulente omstandigheden rond Mars de geladen deeltjes rechtstreeks de atmosfeer in laten stromen en gloeien terwijl ze langzamer gaan.

"De waarnemingen van EMM suggereerden dat de aurora zo wijdverspreid en ongeorganiseerd was dat de plasma-omgeving rond Mars echt verstoord moet zijn geweest, tot het punt dat de zonnewind rechtstreeks de bovenste atmosfeer beïnvloedde waar we poollicht-emissie waarnamen," zei Mike Chaffin, een MAVEN en EMM-wetenschapper bij het Laboratory for Atmospheric and Space Physics aan de University of Colorado Boulder en hoofdauteur van het onderzoek. "Door EMM-aurorale waarnemingen te combineren met MAVEN-metingen van de poollichtplasma-omgeving, kunnen we deze hypothese bevestigen en bepalen dat wat we zagen in wezen een kaart was van waar de zonnewind op de planeet regende."

Normaal gesproken is het voor de zonnewind moeilijk om de bovenste atmosfeer van Mars te bereiken, omdat hij wordt omgeleid door de boegschok en magnetische velden die de planeet omringen. De fragmentarische proton-aurora-waarnemingen zijn daarom een ​​venster op zeldzame omstandigheden - situaties waarin de interactie tussen Mars en zonnewind chaotisch is. "De volledige impact van deze omstandigheden op de atmosfeer van Mars is onbekend, maar EMM- en MAVEN-waarnemingen zullen een sleutelrol spelen bij het begrijpen van deze raadselachtige gebeurtenissen", zei Chaffin.

Dankzij de uitwisseling van gegevens tussen MAVEN en EMM konden wetenschappers de drijfveren achter de fragmentarische proton-aurora bepalen. EMM draagt ​​het Emirates Mars Ultraviolet Spectrograph (EMUS)-instrument, dat de bovenste atmosfeer en exosfeer van de Rode Planeet waarneemt, en scant op variabiliteit in atmosferische samenstelling en atmosferische ontsnapping naar de ruimte. MAVEN heeft een volledige reeks plasma-instrumenten , waaronder de magnetometer (MAG), de Solar Wind Ion Analyzer (SWIA) en het SupraThermal And Thermal Ion Composition (STATIC)-instrument dat in dit onderzoek is gebruikt.

Afbeelding
Vergelijking van normale en fragmentarische proton-aurora-vormingsmechanismen op Mars. De bovenste afbeelding toont het normale vormingsmechanisme van protonen-aurora dat voor het eerst werd ontdekt in 2018. De onderste afbeelding toont het nieuw ontdekte vormingsmechanisme voor een fragmentarisch proton-aurora.
Credits: Emirates Mars Mission/UAE Space Agency

"EMM's wereldwijde waarnemingen van de bovenste atmosfeer bieden een uniek perspectief op een regio die cruciaal is voor de MAVEN-wetenschap", zegt MAVEN-hoofdonderzoeker Shannon Curry van het Space Sciences Laboratory van UC Berkeley. "Dit soort gelijktijdige waarnemingen onderzoeken de fundamentele fysica van atmosferische dynamiek en evolutie en de voordelen van internationale wetenschappelijke samenwerking benadrukken.”

EMM Science Lead Hessa Al Matroushi was het daarmee eens. "Toegang tot MAVEN-gegevens is essentieel geweest om deze nieuwe EMM-waarnemingen in een bredere context te plaatsen," zei ze. "Samen verleggen we de grenzen van onze bestaande kennis, niet alleen van Mars, maar ook van planetaire interacties met de zonnewind."

Multi-uitkijkpuntmetingen hebben al bewezen een aanwinst te zijn in aard- en heliofysica-onderzoek. Op Mars nemen nu meer dan een half dozijn orbiters wetenschappelijke waarnemingen en nu het zuidelijk halfrond van Mars momenteel de zomer beleeft, wanneer proton-aurora bekend staat als de meest actieve, observaties met meerdere uitkijkpunten zullen van cruciaal belang zijn om te begrijpen hoe deze gebeurtenissen zich vormen. De samenwerking tussen EMM en MAVEN toont de waarde aan van wetenschap op ontdekkingsniveau over de atmosfeer van Mars met twee ruimtevaartuigen die tegelijkertijd hetzelfde gebied observeren.

De hoofdonderzoeker van MAVEN is gevestigd aan de University of California, Berkeley, terwijl NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, de MAVEN-missie beheert. Lockheed Martin Space bouwde het ruimtevaartuig en is verantwoordelijk voor missies. NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië biedt navigatie en ondersteuning voor Deep Space Network. Het Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) aan de University of Colorado Boulder is verantwoordelijk voor het beheer van wetenschappelijke operaties en publieksbereik en communicatie.

https://www.nasa.gov/feature/goddard/20 ... ton-aurora
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 33354
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

Re: MAVEN en EMM maken eerste waarnemingen van Patchy Proton Aurora op Mars

Bericht door univers » 22 nov 2022, 07:53

Dubbele aurora's verlichten de lucht van Mars

Afbeelding
Op 30 augustus trof een zonnestorm (een coronale massa-ejectie of CME ) Mars, wat leidde tot de ontdekking van gelijktijdige dubbele aurora's door NASA's MAVEN-ruimtevaartuig. Het concept van deze kunstenaar van de CME die de dagzijde van Mars raakt en een proton-aurora aandrijft (een soort Mars-aurora die ontstaat wanneer de CME interageert met de bovenste atmosfeer van Mars). Tegelijkertijd drijven de zonne-energetische deeltjes aan de nachtzijde van Mars een diffuse aurora aan (een type dat meer lijkt op wat we op aarde waarnemen). Afbeelding via LASP/ CU Boulder/ UC Berkeley/ NASA .

Aurora 's - meestal te zien op de verre noordelijke of zuidelijke breedtegraden van de aarde - zijn prachtig. En andere planeten hebben ook aurora's, waaronder Mars. Ruimtevaartuigen hebben ze zelfs vanuit een baan om de aarde waargenomen. En nu heeft het NASA-ruimtevaartuig MAVEN voor het eerst twee verschillende soorten aurora's tegelijkertijd waargenomen . NASA maakte de bevindingen en wat ze betekenen bekend op 9 november 2022.

Dubbele aurora's in een unieke lichtshow van Mars
MAVEN heeft al eerder aurora's gezien, maar dit is de eerste keer dat het twee verschillende soorten tegelijk heeft waargenomen. MAVEN - de missie Mars Atmosphere and Volatile Evolution - bestudeert de dunne atmosfeer van Mars. Het kan ook analyseren hoe de zon interageert met de atmosfeer. Het doet dit in realtime, wat geen enkele andere orbiter kan. Dit maakt het een uniek en belangrijk observatieplatform om te monitoren hoe de atmosfeer reageert op het ultraviolette licht dat van de zon komt. Het zijn deze interacties die aurora's veroorzaken, net als op aarde.

MAVEN gebruikte zijn Imaging Ultraviolet Spectrograph ( IUVS )-instrument om twee soorten aurora's tegelijkertijd waar te nemen: diffuse aurora's en proton-aurora's . Meer daarover hieronder.

Dus hoe kon MAVEN deze zeldzame gebeurtenis zien? Meestal gewoon een goede timing, zo blijkt. Twee gebeurtenissen hebben hieraan bijgedragen: zonnestormen en stofstormen.

Zonnestormen en stofstormen
Een enorme zonnestorm op de zon op 27 augustus 2022 was de eigenlijke oorspronkelijke oorzaak van de aurora's. Energetische deeltjes in de zonnewind , afkomstig van zonnevlammen en een intense coronale massa-ejectie ( CME ), raakten de atmosfeer van Mars. Dit was inderdaad een van de helderste zonne-energetische deeltjes (SEP) gebeurtenissen die MAVEN tot nu toe heeft gezien. MAVEN's Extreme Ultraviolet Monitor, Magnetometer, Solar Wind Ion Analyzer en Solar Wind Electron Analyzer instrumenten hebben allemaal bijgedragen aan het bestuderen van de zonnestorm en de deeltjes die het losliet.

Diffuse en proton aurora's
De deeltjes kunnen diep in de atmosfeer doordringen, waardoor diffuse aurora's ontstaan . Die aurora's zijn te zien aan de nachtzijde van de planeet.

Christina Lee , een lid van het MAVEN-missieteam en ruimtefysicus aan de University of California, Berkeley, zei:

Door gebruik te maken van ruimteweermodellen van CME-voortplanting, bepaalden we wanneer de structuur zou arriveren en Mars zou treffen. Hierdoor kon het MAVEN-team anticiperen op enkele opwindende verstoringen in de atmosfeer van Mars door de inslagen van de interplanetaire CME en de bijbehorende SEP's.

Ondertussen veroorzaakte stof het andere soort aurora's, de protonen aurora's . Hoe? Op dit moment is het bijna het einde van het stofstormseizoen op Mars. Het stof verwarmt de atmosfeer enigszins, genoeg voor waterdamp om naar grote hoogten te stijgen. Ultraviolette straling van de zon breekt de watermoleculen uiteen, waardoor waterstofatomen vrijkomen. De zonnewind van de zon raakt dan de waterstofmoleculen en veroorzaakt proton aurora's aan de dagzijde van de planeet.

Afbeelding
Deze afbeelding laat zien hoe proton-aurora's voorkomen in de atmosfeer van Mars. Protonen uit de zonnewind naderen Mars met hoge snelheid en ontmoeten een wolk van waterstofgas die de planeet omringt. De waterstofatomen komen de atmosfeer van Mars binnen en botsen met gasmoleculen, waardoor de atomen ultraviolet licht ( aurora's ) uitstralen. Afbeelding via NASA / MAVEN / Goddard Space Flight Center / Dan Gallagher.

Een gelukkig toeval
Voor de wetenschappers was het een gelukkig en gelukkig toeval dat ze beide soorten aurora tegelijkertijd konden zien. Sumedha Gupta van het Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) van de University of Colorado Boulder zei:

Ik was zo verrast om proton aurora tegelijk met diffuus aurora te zien, omdat het nog nooit eerder was gebeurd. Ze nemen allebei toe met zonneactiviteit, dus we hopen dat dit doorgaat!

Toekomstige aurora's
De wetenschappers verwachten dat er meer lichtshows zullen zijn voor MAVEN om naar te kijken. Het volgende zonnemaximum zal in 2024-2025 zijn, wanneer de zon het meest energiek is met de piek van de 11-jarige zonnecyclus . Naarmate het aantal coronale massa-ejecties toeneemt , zullen ook de aurora's op Mars toenemen. Shannon Curry is de hoofdonderzoeker van MAVEN aan de University of California, Berkeley. Ze zei:

Het is opwindend om nog steeds 'primeurs' zoals deze gelijktijdige aurora te observeren, zoveel jaren na de missie. We hebben zoveel te leren over de atmosfeer en hoe zonnestormen de rode planeet beïnvloeden. Ons team kan niet wachten om de komende jaren de meest extreme omstandigheden te observeren tijdens het leven van de MAVEN-missie.

Kort gezegd: NASA's MAVEN-ruimtevaartuig heeft voor het eerst twee soorten aurora's tegelijkertijd in de atmosfeer van Mars waargenomen. Een enorme zonnestorm veroorzaakte de lichtshow.

https://earthsky.org/space/double-auror ... ar-storms/
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie