Marsin revontulia

Revontulia! Tällä kertaa Marsissa

Maa ei ole ainoa planeetta, jonka yötaivaalla leiskuvat toisinaan revontulet. Jupiterilla ja Saturnuksella on voimakkaat magneettikentät, jotka saavat aikaan niiden napaseuduille samanlaisen ilmiön kuin maapallon lähiavaruudessa on havaittavissa, mutta revontulia on myös Marsissa.

Naapuriplaneetallamme ei ole enää samanlaista kattavaa magneettikenttää kuin Maalla, mutta muinoin sellainen on ollut. Ja siitä on edelleen rippeet jäljellä. Etenkin eteläisen pallonpuoliskon ylänköalueilla on havaittavissa heikkoa magneettisuutta.

Aurinkotuulen mukana kulkevat hiukkasmyrskyt voivat aiheuttaa revontulia myös ilman magneettikenttää, sillä suoraan planeetan kaasukehään iskeytyvät hiukkaset virittävät kaasuatomeita ja -molekyylejä siinä missä magneettikentän ohjaamat hiukkasetkin. Magneettikenttä kuitenkin voimistaa ilmiötä.

Vuodesta 2003 lähtien Marsia tutkinut Euroopan avaruusjärjestön Mars Express -luotain havaitsi pian saapumisensa jälkeen tietyillä alueilla ultraviolettialueella loimottavia revontulia. Yli kymmenen vuoden aikana kertyneiden havaintojen perusteella tutkijat ovat nyt hahmottaneet missä ja miten marsilaiset revontulet syntyvät. 

"Ultraviolettirevontulet ovat osoittautuneet hyvin harvinaisiksi ja lyhytaikaisiksi: ne kestävät vain joitakin sekunteja. Vaikka Mars Express kulkee samojen alueiden ylitse useita kertoja, tietyllä paikalla havaitut revontulet eivät näytä toistuvan myöhemmin", toteaa Lauriane Soret Liègen yliopistosta.

Kaikkiaan 113 ratakierroksesta, joilla luotain katsoi alaspäin planeetan yöpuolelle, ainoastaan yhdeksällä havaittiin revontulia. Joillakin kierroksilla niitä näkyi useamman kerran, joten kaikkiaan positiivisia havaintoja kertyi 16.

Kolme kertaa revontulia havaittiin, kun luotain tarkasteli Marsin kaasukehää viistossa kulmassa. Silloin voitiin määrittää niiden korkeus, joka oli keskimäärin 137 kilometriä.

 

Mars Express -luotaimen revontulihavainnot
 

Ylläolevaan kuvaan on merkitty kaikki revontulihavainnot valkoisilla palloilla. Eri värit kertovat heikon magneettikentän ominaisuuksista. Punaisilla alueilla magneettikentän voimaviivat ovat suljettuja silmukoita, violeteilla ne ovat avoimia ja jatkuvat kauas avaruuteen.  

Mars Express pystyi revontulia havaitessaan mittaamaan myös kaasukehään iskeytyvien elektronien energioita. Kun tutkijat yhdistivät kaikki luotaimen tekemät havainnot, kävi ilmi, että revontulien esiintyminen edellyttää erityisiä olosuhteita ja niitä näkyy ainoastaan avointen ja suljettujen magneettisten voimaviivojen raja-alueilla.

Mittaukset paljastivat myös odottamattoman poikkeaman elektronipurkausten ja revontulien esiintymisalueiden välillä. Se kertoo elektronien liikettä ohjaavien magneettikentän voimaviivojen kallistuneen planeetan pinnan suhteen. 

"Näyttää siltä, että säteilyn syntyä ohjaa tietynmallinen paikallinen magneettikenttä: kun se alkaa avautua, syntyy sateenvarjomainen muoto, joka päästää läpi energisiä elektroneja", selittää Jean-Claude Gérard.

Elektronit saavat lisävauhtia magneettikentän voimaviivojen suuntaisissa sähkökentissä ja törmäävät kaasukehän hiilidioksidimolekyyleihin, mistä on seurauksena ultraviolettialueen revontulia.

"Olemme havainneet, että Marsin kuoren magneettisiin alueisiin liittyvät ultraviolettirevontulet ovat hyvin rajallisia, harvinaisia ja ohimeneviä ilmiöitä, joissa tapahtuu sekä ajallisia että paikallisia muutoksia. Ne poikkeavat huomattavasti muilla planeetoilla esiintyvistä revontulista", päättää Soret.

Tutkimuksesta kerrottiin ESAn uutissivuilla sekä Icarus- ja Journal of Geophysical Research: Space Physics -tiedelehdissä (maksullisia).

Kuva: ESA / J.-C. Gérard et al.


Juttuja samasta aiheesta