12:53 09 Juli 2020
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    Polarlichter gibt es nicht nur auf der Erde. Auch über dem Roten Planeten konnte das grüne Licht nun erstmals dank des russisch-europäischen ExoMars-Satelliten nachgewiesen werden. Diese Beobachtung gibt einen besseren Einblick in die Mars-Atmosphäre und könnte nicht nur der Planetenforschung sondern auch künftigen Mars-Missionen nutzen.

    Grünes Glühen am Himmel nennt man auf dem Planeten Erde Polarlicht. Es entsteht, wenn hochenergetische Elektronen aus dem Weltall in die obere Atmosphäre dringen und dort auf Sauerstoffmoleküle treffen.

    Ein solches grünes Licht ist aber nicht auf unseren Heimatplaneten beschränkt, wie neue Daten des russisch-europäischen „ExoMars Trace Gas Orbiters“ zeigen, der seit Oktober 2016 die Atmosphäre des Roten Planeten untersucht. Diese Daten wurden im Rahmen einer Studie ausgewertet, die in der Fachzeitschrift Nature Astronomy erschienen ist.

    „Eine der hellsten Leuchterscheinungen auf der Erde ist das nächtliche Polarlicht. Konkreter gesprochen Sauerstoffatome, die eine bestimmte Wellenlänge des Lichts ausstrahlen, was bislang an keinem anderen Planeten beobachtet worden war“, erklärt Jean-Claude Gérard, Hauptautor der Studie, in einer ESA-Pressemitteilung. „Allerdings werden solche Emissionen bereits seit 40 Jahren für den Mars vorhergesagt. Dank des Trace Gas Orbiters haben wir sie nun nachgewiesen.“

    Die entsprechenden Daten wurden im Zeitraum 24. April bis 1. Dezember 2019 mithilfe der Instrumente NOMAD und UVIS an Bord des Orbiters gesammelt. Die Instrumente wurden dabei so kalibriert, dass sie auf den äußersten Rand des Planeten gerichtet waren, in etwa so, wie die Aufnahmen von der internationalen Raumstation ISS, auf denen das grüne Leuchten eingefangen wurde. In den Daten entdeckten die Forscher das Licht in allen Höhenlagen zwischen 20 und 400 Kilometern, wobei die höchste Strahlkraft bei 80 Kilometer Höhe lag.

    Weitere Untersuchungen zeigten, dass das Glühen überwiegend von CO2 herrührt, das von den kosmischen Teilchen in Kohlenstoffmonoxid und Sauerstoff aufgetrennt wird. Zudem stellten sie fest, dass die Sauerstoffmoleküle neben grünem auch ultraviolettes Licht aussenden.

    Das grüne Licht ist allerdings 16,5 Mal intensiver als das ultraviolette – worin sich das Mars-Leuchten vom Polarlicht auf der Erde deutlich unterscheidet, denn das irdische Licht ist deutlich schwächer. Daraus schließen die Forscher, dass es noch viel über das Verhalten von Sauerstoffmolekülen zu lernen gibt.

    Solche Untersuchungen sind wichtig, um Planetenatmosphären und die Wechselwirkungen mit dem Kosmos besser zu verstehen. Aber auch für künftige Marsmissionen ist eine genaue Kenntnis der Atmosphäre von größter Bedeutung.

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    Tags:
    Weltraumforschung, ExoMars, Mars