NASA's MAVEN observeert Marslichtshow veroorzaakt door grote zonnestorm

[univers]

Illustratie van MAVEN-ruimtevaartuig in een baan om Mars. Krediet: NASA

NASA's MAVEN observeert Marslichtshow veroorzaakt door grote zonnestorm
Voor de eerste keer in zijn acht jaar om Mars, was NASA's MAVEN-missie gelijktijdig getuige van twee verschillende soorten ultraviolette aurorae, het resultaat van zonnestormen die op 27 augustus begonnen.

MAVEN - de Mars Atmosphere and Volatile Evolution-missie - is de enige aanwinst op Mars die in staat is om de activiteit van de zon en de reactie van de dunne atmosfeer van Mars tegelijkertijd te observeren. Real-time analyse en simulaties van de zonne-uitbarstingen van NASA's Moon to Mars Space Weather Analysis Office stelde het MAVEN-team ook in staat om correct te voorspellen wanneer de zich ontwikkelende zonnestorm de Rode Planeet zou bereiken.

Nauwkeurige ruimteweersvoorspellingen zijn van cruciaal belang om huidige missies en toekomstige menselijke ontdekkingsreizigers op de Rode Planeet te beschermen, omdat Mars, in tegenstelling tot de aarde, geen wereldwijd magnetisch veld heeft om te beschermen tegen de schadelijke straling die zonnestormen kunnen veroorzaken.

Het begon met de zon
Op 27 augustus produceerde een actief gebied op de zon een reeks zonnevlammen, dit zijn intense uitbarstingen van straling. De flare-activiteit ging gepaard met een coronale massa-ejectie (CME), een enorme explosie van gas en magnetische energie die de zon verlaat en zich door de ruimte voortplant. Deze interplanetaire CME had een paar dagen later een impact op Mars.

Deze CME produceerde een van de helderste zonne-energetische deeltjes (SEP) gebeurtenissen die het MAVEN-ruimtevaartuig ooit heeft waargenomen. De SEP's die vóór de CME werden versneld, werden op 27 augustus op Mars waargenomen door MAVEN's SEP-detector . In feite waren veel van de instrumenten van MAVEN gezamenlijk in staat om de sterkte van de zonnestorm te meten, waaronder de Extreme Ultraviolet Monitor, de Magnetometer, de Solar Wind Ion Analyzer en de Solar Wind Electron Analyzer.

"Door gebruik te maken van ruimteweermodellen van CME-voortplanting, hebben we bepaald wanneer de structuur zou aankomen en Mars zou raken", zegt Christina Lee, een ruimtefysicus aan de University of California, Berkeley, die lid is van het MAVEN-missieteam en samenwerkt met de Maan naar Mars Ruimteweer Analyse Office wetenschappers. "Hierdoor kon het MAVEN-team anticiperen op enkele opwindende verstoringen in de atmosfeer van Mars door de effecten van de interplanetaire CME en de bijbehorende SEP's."


Linkerkolom: van boven naar beneden, MAVEN-gegevens die zonnewind, zonne-energetische deeltjes, proton-aurora-sterkte, diffuse aurora-sterkte tonen. Op 30 augustus trof een zonnestorm (een coronale massa-ejectie) Mars en een toename van de zonne-input en de resulterende twee soorten aurora zijn duidelijk te zien. Rechterkolom: een schematische weergave van de zonnewind aan de dagzijde van Mars die de proton-aurora aandrijft en de zonne-energetische deeltjes aan de nachtzijde van Mars die de diffuse aurora aandrijven.
Credits: LASP/CU Boulder, UC Berkeley
De lichtshow van Mars vangen
Deeltjes die door de zonnestorm werden losgelaten, bombardeerden de atmosfeer van Mars en veroorzaakten heldere aurora's op ultraviolette golflengten. MAVEN's Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS) instrument observeerde twee soorten: diffuse aurora en proton aurora.

Een deel van de reden dat dit ongelooflijke duo tegelijkertijd werd geobserveerd, kwam door timing. Mars is aan het einde van het stofstormseizoen, dat elk Mars-jaar plaatsvindt tijdens de dichtste nadering van de zon. Deze stofstormen verwarmen de atmosfeer voldoende om waterdamp grote hoogten te laten bereiken, waar het wordt afgebroken door ultraviolette straling van de zon, waarbij waterstofatomen vrijkomen. Wanneer de inkomende zonnewind al deze extra waterstof raakt, licht de dagzijde van de planeet op met ultraviolette emissies. Deze "proton-aurora" viel toevallig samen met de komst van nog meer dynamische energetische deeltjes die dieper in de atmosfeer doordrongen, waardoor diffuse aurora zichtbaar werd over de hele nachtzijde.

Sumedha Gupta, een postdoctoraal onderzoeker bij het IUVS-team van het Laboratory for Atmospheric and Space Physics aan de University of Colorado Boulder, merkte het toeval voor het eerst op tijdens haar routinecontrole van binnenkomende gegevens een paar dagen na het evenement. "Ik was zo verrast om proton-aurora op hetzelfde moment te zien als diffuse aurora, omdat het nog nooit eerder was gebeurd," zei ze. "Ze nemen allebei toe met zonneactiviteit, dus we hopen dat het blijft gebeuren!"

Een teken van de komende stormen
Deze lichtshow is een teken van wat komen gaat voor Mars en voor het MAVEN-team. De zon wordt steeds actiever met gebeurtenissen, zoals uitbarstingen en CME's, naarmate het zonnemaximum in 2024-2025 nadert. Zonnemaximum is wanneer de hoogte van zonneactiviteit piekt in de 11-jarige zonnecyclus van de zon, wat betekent dat CME's en SEP's naar verwachting in frequentie zullen toenemen en de atmosfeer van Mars zullen blijven beïnvloeden.

“Het is opwindend om zo vele jaren na de missie nog steeds 'primeurs' zoals deze gelijktijdige aurora te observeren. We moeten nog zoveel leren over de atmosfeer en hoe zonnestormen de Rode Planeet beïnvloeden”, zegt Shannon Curry, hoofdonderzoeker van MAVEN aan de University of California, Berkeley. "Ons team kan niet wachten om de komende jaren de meest extreme omstandigheden te observeren tijdens de levensduur van de MAVEN-missie."

https://www.nasa.gov/feature/goddard/20 ... olar-storm