Lokasi aurora di Mars. Kredit gambar: ESA Klik untuk memperbesar
Auroras yang mirip dengan Cahaya Utara Bumi tampaknya umum di Mars, menurut fisikawan di University of California, Berkeley, yang telah menganalisis data selama enam tahun dari Mars Global Surveyor.
Penemuan ratusan aurora selama enam tahun terakhir datang sebagai kejutan, karena Mars tidak memiliki medan magnet global yang di Bumi adalah sumber aurora borealis dan antipodal aurora australis.
plot 13.000 acara auroral di Mars
Menurut para fisikawan, aurora di Mars bukan karena medan magnet di seluruh planet, tetapi sebaliknya terkait dengan bidang magnet yang kuat di kerak bumi, terutama di belahan bumi selatan. Dan mereka mungkin juga tidak berwarna, para peneliti mengatakan: Elektron energetik yang berinteraksi dengan molekul di atmosfer untuk menghasilkan cahaya mungkin hanya menghasilkan cahaya ultraviolet - bukan merah, hijau dan biru Bumi.
"Fakta bahwa kita melihat aurora sesering yang kita lakukan adalah menakjubkan," kata fisikawan UC Berkeley David A. Brain, penulis utama makalah tentang penemuan yang baru-baru ini diterima oleh jurnal Geophysical Research Letters. "Penemuan aurora di Mars mengajarkan kita sesuatu tentang bagaimana dan mengapa itu terjadi di tempat lain di tata surya, termasuk di Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus."
Brain dan Jasper S. Halekas, keduanya asisten fisikawan penelitian di Laboratorium Ilmu Luar Angkasa UC Berkeley, bersama dengan rekan-rekan mereka dari UC Berkeley, Universitas Michigan, Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA dan Universitas Toulouse di Perancis, juga melaporkan temuan mereka di poster disajikan Jumat, 9 Desember, pada pertemuan American Geophysical Union di San Francisco.
Tahun lalu, pesawat ruang angkasa Eropa Mars Express pertama kali mendeteksi kilatan sinar ultraviolet di sisi malam Mars dan tim astronom internasional mengidentifikasinya sebagai kilat auroral pada edisi 9 Juni 2005, Nature. Setelah mendengar penemuan itu, para peneliti UC Berkeley beralih ke data dari Mars Global Surveyor untuk melihat apakah paket instrumen UC Berkeley yang terpasang - sebuah magnetometer-electron reflectometer - telah mendeteksi bukti aurora lainnya. Pesawat ruang angkasa telah mengorbit Mars sejak September 1997 dan sejak 1999 telah memetakan dari ketinggian 400 kilometer (250 mil) permukaan Mars dan medan magnet Mars. Itu duduk di orbit kutub yang membuatnya selalu di 2:00 ketika di sisi malam planet ini.
Dalam satu jam pertama menggali data, Brain dan Halekas menemukan bukti flash auroral - puncak dalam spektrum energi elektron yang identik dengan puncak yang terlihat dalam spektrum atmosfer Bumi selama aurora. Sejak itu, mereka telah meninjau lebih dari 6 juta rekaman oleh electron reflectometer dan menemukan di tengah data sekitar 13.000 sinyal dengan indikasi puncak elektron dari aurora. Menurut Brain, ini mungkin mewakili ratusan acara auroral di malam hari seperti lampu kilat yang terlihat oleh Mars Express.
Ketika dua fisikawan menunjuk posisi masing-masing pengamatan, aurora bertepatan tepat dengan margin area magnet pada permukaan Mars. Tim yang sama, yang dipimpin oleh rekan penulis Mario H. Acu? A dari Goddard Space Flight Center NASA dan Robert Lin, profesor fisika UC Berkeley dan direktur Space Sciences Laboratory, telah secara ekstensif memetakan medan magnet permukaan ini menggunakan magnetometer / reflectometer naik Surveyor Global Mars. Sama seperti aurora bumi terjadi di mana garis-garis medan magnet menyelam ke permukaan di kutub utara dan selatan, aurora Mars terjadi di perbatasan daerah magnet di mana garis-garis medan melengkung secara vertikal ke dalam kerak bumi.
Dari 13.000 pengamatan auroral sejauh ini, yang terbesar tampaknya bertepatan dengan peningkatan aktivitas angin matahari.
"Lampu kilat yang terlihat oleh Mars Express tampaknya berada di ujung energi yang mungkin," kata Halekas. "Seperti halnya di Bumi, cuaca luar angkasa dan badai matahari cenderung membuat aurora lebih cerah dan lebih kuat."
Penggambaran medan magnet permukaan di Mars
Aurora bumi disebabkan ketika partikel bermuatan dari matahari membanting ke medan magnet pelindung planet dan, alih-alih menembus ke tanah, dialihkan sepanjang garis medan ke kutub, di mana mereka menyalurkan ke bawah dan bertabrakan dengan atom di atmosfer untuk menciptakan oval cahaya di sekitar masing-masing kutub. Elektron adalah bagian besar dari partikel bermuatan, dan aktivitas auroral dikaitkan dengan proses fisik yang masih belum dipahami yang mempercepat elektron, menghasilkan puncak tanda dalam spektrum energi elektron.
Proses di Mars mungkin serupa, kata Lin, di mana partikel angin matahari disalurkan ke sisi malam Mars di mana mereka berinteraksi dengan garis-garis medan kerak. Sinar ultraviolet dihasilkan ketika partikel-partikel tersebut mengenai molekul karbon dioksida.
"Pengamatan menunjukkan beberapa proses percepatan terjadi seperti di Bumi," katanya. "Sesuatu telah mengambil elektron dan memberi mereka tendangan."
Apa itu "sesuatu" tetap menjadi misteri, meskipun Lin dan rekan-rekannya di UC Berkeley bersandar pada proses yang disebut rekoneksi magnetik, di mana medan magnet yang bepergian dengan partikel angin matahari pecah dan terhubung kembali dengan bidang kerak. Garis medan yang menghubungkan kembali bisa menjadi apa yang melemparkan partikel ke energi yang lebih tinggi.
Medan magnet permukaan, kata Brain, diproduksi oleh batuan bermagnet tinggi yang terjadi pada tambalan selebar 1.000 kilometer dan dalam 10 kilometer. Bercak ini mungkin mempertahankan magnet yang tersisa dari ketika Mars memiliki medan global dengan cara yang mirip dengan apa yang terjadi ketika jarum dielus dengan magnet, menginduksi magnetisasi yang tetap ada bahkan setelah magnet ditarik. Ketika bidang global Mars mati miliaran tahun yang lalu, angin matahari mampu melenyapkan atmosfer. Hanya bidang kerak yang kuat masih ada untuk melindungi bagian dari permukaan.
"Kami menyebutnya mini-magnetospheres, karena mereka cukup kuat untuk tahan terhadap angin matahari," kata Lin, mencatat bahwa ladang meluas hingga 1.300 kilometer di atas permukaan. Namun demikian, medan magnet Mars terkuat adalah 50 kali lebih lemah dari medan di permukaan Bumi. Sulit untuk menjelaskan bagaimana bidang ini mampu menyalurkan dan mempercepat angin matahari secara cukup efisien untuk menghasilkan aurora, katanya.
Brain, Halekas, Lin dan rekan-rekan mereka berharap untuk menambang data Mars Global Surveyor untuk informasi lebih lanjut tentang aurora dan mungkin bergabung dengan tim Eropa yang mengoperasikan Mars Express untuk mendapatkan data pelengkap mengenai kilasan yang dapat memecahkan misteri asal usul mereka.
“Mars Global Surveyor dirancang untuk seumur hidup 685 hari, tetapi telah sangat berharga selama lebih dari enam tahun sekarang, dan kami masih mendapatkan hasil yang bagus,” kata Lin.
Pekerjaan itu didukung oleh NASA. Rekan penulis dengan Brain, Halekas, Lin dan Acu? A adalah Laura M. Peticolas, Janet G. Luhmann, David L. Mitchell dan Greg T. Delory dari Space Science Laboratory UC Berkeley; Steve W. Bougher dari University of Michigan; dan Henri R? me dari Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements di Toulouse.
Sumber Asli: Rilis Berita UC Berkeley
