Auch der Mars hat Polarlichter

Obwohl der Mars kein durchgehendes Magnetfeld besitzt, gibt es auch auf ihm Polarlichter. Neue Daten der Sonde Mars Express ermöglichten es jetzt Astronomen erstmals, das Vorkommen der regionalen Auroren zu kartieren. Wie sie aber genau entstehen, ist noch immer ein Rätsel.

Auf der Erde sind Auroren auf die Polarregionen begrenzt und leuchten sowohl im sichtbaren als auch im UV-Bereich des Lichts. Ähnlich wie auch bei den großen Planeten des Sonnensystems, Jupiter und Saturn, entstehen sie, wenn geladenen Teilchen durch die Magnetlinien des Planeten in die Atmosphäre geleitet werden. In allen diesen Typen von Polarlichtern ist das Magnetfeld eine großräumige, den Planeten umspannende Struktur, die durch Prozesse im Erdinneren, einer Art Dynamo, erzeugt wird.

Auroren trotz fehlendem Geodynamo

Auf dem Mars allerdings fehlt ein solcher Geodynamo. Stattdessen besitzt er nur einzelne regionale Magnetfelder in den Gebieten, in denen die Gesteine des Planeten magnetisch sind. Dadurch existieren auf dem Roten Planeten nicht zwei große Magnetpole, sondern viele kleinere polähnliche Magnetmuster. Dass der Mars trotzdem auch Polarlichter besitzt, entdeckten die Astronomen erst im Jahr 2004 mithilfe des Ultraviolett- und Infrarot-Spektrometers (SPICAM) an Bord der ESA-Sonde Mars Express. Seither beobachteten sie den Roten Planeten auch mit anderen Instrumenten wie dem MARSIS Radar und dem Elektronenspektrometer ASPERA.

Jetzt haben Wissenschaftler um Francois Leblanc vom Service d’Aéronomie, IPSL/CNRS in Frankreich diese Daten ausgewertet. Insgesamt registrierten die Messinstrumente neun Auroraereignisse und ermöglichten es den Forschern so, eine erste grobe Karte der Polarlichtaktivität auf dem Roten Planeten zu erstellen. Demnach scheinen die Auroren sich dort zu häufen, wo das marsianische Magnetfeld am stärksten ist. Schon zuvor hatte das MARSIS Radar eine unerwartet hohe Menge an Elektronen in diesen Regionen gemessen.

Sonnenwind und Marsatmosphäre

Nach Ansicht der Forscher belegt dies zwar nicht, dass das Magnetfeld eine entscheidende Rolle für die Mars-Polarlichter spielt, macht es aber sehr wahrscheinlich. Vermutlich entstehen sie durch Elektronen des Sonnenwinds, die mit den Molekülen der dünnen Marsatmosphäre kollidieren. Wie die Elektronen allerdings ausreichend beschleunigt werden, um die nötige Energie für die Auslösung von Auroren zu erhalten, ist bisher ein absolutes Rätsel. „Es könnte sein dass die magnetischen Felder auf dem Mars sich mit dem Sonnenwind verbinden und so eine Art Straße für die Elektronen liefern, die sie entlang strömen können“, erklärt Leblanc.

Keine spektakulären Lichtspiele

Ob die marsianischen Polarlichter von der Marsoberfläche aus überhaupt sichtbar wären, ist eher fraglich. Denn die Moleküle, die auf der Erde für die spektakulären Lichteffekte sorgen, Sauerstoff und Stickstoff, sind in der Marsatmosphäre nicht häufig genug. „Wir sind nicht sicher, ob die Auroren hell genug wären um in sichtbaren Wellenlängen beobachtet werden zu können“, so Leblanc. Denn das SPICAM-Spektrometer registrierte die auffallenden Polarlichter nur im Bereich der UV-Strahlung und kann daher nicht feststellen, ob auch sichtbares Licht ausgestrahlt wird.

Für die Astronomen bleiben daher noch einige Rätsel zu lösen. „Es gibt jetzt eine ganze Domäne der Physik, die wir erst erkunden müssen um die Auroren auf dem Mars zu verstehen“, so Leblanc. „dank Mars Express haben wir aber auch eine Menge sehr guter Messdaten, mit denen wir arbeiten können.“

(ESA, 25.11.2008 – NPO)