Überraschende Polarlichter auf dem Mars

Grünliche Schleier am Marshimmel: Die NASA-Sonde MAVEN hat erstmals auch auf der Nordhalbkugel des Roten Planeten Polarlichter entdeckt. Das Überraschende daran: Sie treten damit auch dort auf, wo der Mars gar kein Magnetfeld besitzt und sind damit viel weiter verbreitet als bisher angenommen. Das bisher im UV-Bereich nachgewiesene Himmelsphänomen würde Astronauten auf dem Mars vermutlich als grünliches Leuchten erscheinen, so die Forscher.

Polarlichter auf der Erde entstehen überall dort, wo die energiereichen Partikel des Sonnenwinds auf die geladenen Teilchen der oberen Atmosphäre treffen. Dies geschieht vor allem in den Polarregionen, wo die Feldlinien des schützenden Magnetfelds nahezu senkrecht zur Erde stehen. Die Sonnenwindteilchen werden entlang dieser Linien in Richtung Erdoberfläche geleitet.

Auroren außerhalb der „Magnetpilze“

Auf dem Mars gibt es aber kein planetares Magnetfeld, der „Schutzkäfig“ fehlt daher. Stattdessen gibt es vor allem auf der Südhalbkugel einige lokale Magnetfelder, die pilzförmig aus dem Untergrund in die Höhe ragen. Sie sind die Relikte eines einst vollständigeren Felds, das schon vor Milliarden Jahren verschwand. Vor rund zehn Jahren entdeckte die ESA-Raumsonde Mars Express an diesen „Magnetpilzen“ die ersten marsianischen Polarlichter.

Aber im Dezember 2014 hat die NASA-Raumsonde MAVEN erstmals auch Polarlichter auf der Nordhalbkugel des Mars entdeckt. „Das ist wirklich erstaunlich“, sagt Nick Schneider von der University of Colorado, Leiter des Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS)-Teams von MAVEN. „Die Auroras auf dem Mars scheinen viel weiter verbreitet zu sein als wir erwartet haben.“

Die UV-Messungen der MAVEN-Sonde zeigen, wie weit verteilt die Polarlichter auf der Nordhalbkugel des Mars sind. © University of Colorado

Sehr niedrig und weit verteilt

Wie die UV-Messungen der MAVEN-Sonde ergaben, reichen die neuentdeckten Polarlichter tief in die Marsatmosphäre hinein: Sie leuchten weniger als rund 100 Kilometer über der Oberfläche des Roten Planeten – auf der Erde sind Höhen von 100 bis 500 Kilometer typisch. Die Mars-Auroren waren zudem nicht auf die hohen Breiten beschränkt, sondern reichten bis in die Äquatorialregion des Planeten.

Die Wissenschaftler führen dies auf das fehlende globale Magnetfeld zurück. „Die Partikel des Sonnenwinds scheinen sich in der Atmosphäre beliebig ausbreiten zu können“, erklärt Schneider. Wahrscheinlich liegt dies daran, dass der Sonnenwind auch magnetische Plasmawolken enthält. Deren Magnetfelder dringen bis in die Marsatmosphäre ein und die geladenen Partikel folgen diesen Feldlinien bis nahe der Oberfläche.

„Ein grünlicher Schein“

Was für ein Himmelsschauspiel würden diese Auroren künftigen Astronauten auf dem Roten Planeten bieten? Nachgewiesen wurden sie in dem für uns Menschen unsichtbaren UV-Bereich. Es ist aber sehr wahrscheinlich, dass sie auch im sichtbaren Licht zu sehen wären, so die Forscher.

Weil auch die Marsatmosphäre geringe Anteile Sauerstoffs enthält, könnten die Mars-Polarlichter ähnlich grünlich schimmern wie ihr irdischer Gegenpart. „Ein diffuses grünes Licht am Marshimmel ist ziemlich wahrscheinlich, jedenfalls wenn die Sonne besonders energiereiche Partikel ausschleudert“, so Schneider.

(NASA, 26.05.2015 – NPO)