Bahnbrechende Entdeckung durch die MAVEN-Mission der NASA

NASADie Raumsonde MAVEN entdeckte ein einzigartiges Sonnenereignis, das große Auswirkungen hatte MarsAtmosphäre und liefert wichtige Einblicke in die Wechselwirkung des Planeten mit Sonnenphänomenen.

Im Dezember 2022 beobachtete die NASA-Mission MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) das dramatische und unerwartete „Verschwinden“ eines Stroms geladener Teilchen, der ständig von der Sonne emittiert wird und als Sonnenwind bekannt ist. Dies wurde durch ein besonderes Sonnenereignis verursacht, das so stark war, dass es auf seinem Weg durch das Sonnensystem ein Vakuum erzeugte.

Als Folge dieses Ereignisses zeigten MAVEN-Messungen auf dem Mars, dass die Anzahl der Teilchen, aus denen der Sonnenwind besteht, dramatisch abnahm. Ohne den Druck des Sonnenwinds dehnten sich die Marsatmosphäre und die Magnetosphäre um Tausende von Kilometern aus. MAVEN ist derzeit das einzige Gerät auf dem Mars, das in der Lage ist, gleichzeitig die Aktivität der Sonne und die Reaktion der Marsatmosphäre auf diese Sonneneinflüsse zu überwachen.

„Als wir die Daten zum ersten Mal sahen und wie dramatisch der Sonnenwind nachgelassen hatte, war es fast unglaublich“, sagte Jasper Halikas, Professor an der University of California, Kalifornien. Universität von Iowa Und der Hauptautor einer neuen Studie zu diesem Ereignis. „Wir bildeten eine Arbeitsgruppe, um das Ereignis zu untersuchen, und stellten fest, dass dieser Zeitraum reich an erstaunlichen Ergebnissen war.“

Erfahren Sie mehr über das von MAVEN beobachtete „Verschwinden“ des Sonnenwinds auf dem Mars – ein Ereignis, das zuletzt vor fast einem Vierteljahrhundert auf der Erde beobachtet wurde. Quelle: NASA Goddard Space Flight Center

Das Verschwinden des Sonnenwinds verstehen

Der Mars wird, wie alle Planeten unseres Sonnensystems, ständig vom Sonnenwind umspült. Der Sonnenwind übt Druck auf die Magnetosphäre und Ionosphäre des Mars aus, wodurch ein Großteil der Atmosphäre entweicht. Das Sonnenereignis im Dezember 2022 wurde durch schnelle Sonnenwinde verursacht, die langsamere Sonnenwinde überholten, die wie ein Besen wirkten und die beiden Regionen zusammenfegten und zusammendrückten. Diese Wechselwirkung, Strominteraktionsregion genannt, hinterließ eine seltene Lücke mit Sonnenwind sehr geringer Dichte, die MAVEN beobachtete. Dieses „Verschwinden“ des Sonnenwinds führte zu einigen erstaunlichen Wechselwirkungen innerhalb der Magnetosphäre und Ionosphäre des Mars.

Folgen des Ereignisses

Als die Intensität des Sonnenwinds um den Faktor 100 abnahm, sank der Druck und die Magnetosphäre und Ionosphäre des Planeten konnten sich um Tausende von Kilometern ausdehnen – mehr als das Dreifache der typischen Größe – und ihr Charakter veränderte sich dramatisch. Das Magnetfeld der Sonne, das normalerweise in der Ionosphäre des Mars vorhanden wäre, wurde nach außen gedrückt und wandelte die Ionosphäre von einem magnetisierten in einen nichtmagnetisierten Zustand um. Gleichzeitig ist die Schicht zwischen Sonnenwind und Magnetosphäre elektromagnetisch ungewöhnlich ruhig geworden. MAVEN-Beobachtungen dieses dramatischen Ereignisses und der anschließenden Transformation und Erweiterung des gesamten Systems sind wichtig für ein besseres Verständnis der Physik, die den Verlust von Atmosphäre und Wasser auf dem Mars verursacht.

„Wir konnten bereits sehen, wie der Mars reagiert, wenn der Sonnenwind effektiv entfernt wird“, fügte Halikas hinzu. „Es stellt eine faszinierende Studie darüber dar, wie der Mars aussehen würde, wenn er einen weniger ‚windigen‘ Stern umkreisen würde.“

Dies ist eine künstlerische Darstellung der NASA-Raumsonde Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), die den Mars umkreist. Bildnachweis: NASA/GSFC

Die Bedeutung von Maven-Notizen

Das Verschwinden von Sonnenwindereignissen dieser Größenordnung ist äußerst selten und entsteht zu einer Zeit erhöhter Sonnenaktivität. Daher hatte die MAVEN-Mission zum ersten Mal die Gelegenheit, ein solches Phänomen zu beobachten. Während andere Mars- und Erdraumsonden ebenfalls Aspekte dieses Ereignisses beobachtet haben, war nur MAVEN in der Lage, gleichzeitig Messungen der Sonne und der Reaktion der Marsatmosphäre darauf durchzuführen.

„Die Beobachtung extremer Bedingungen ist immer von unschätzbarem wissenschaftlichem Wert“, sagte Shannon Curry, MAVENs Hauptforscherin am MIT. Universität von Kalifornien, Berkeley. „MAVEN wurde entwickelt, um diese Art von Wechselwirkungen zwischen der Sonne und der Marsatmosphäre zu beobachten, und die Raumsonde lieferte während dieses wirklich anomalen Sonnenereignisses außergewöhnliche Daten.“

Während sich die Sonne dem Sonnenmaximum nähert, dem Höhepunkt ihres 11-jährigen Aktivitätszyklus, könnte die MAVEN-Mission einen größeren Einfluss auf unser Verständnis extremer Sonnenereignisse haben.

Gemeinsame Bemühungen und Zukunftspläne

„Das zeigt wirklich die abteilungsübergreifende Rolle, die MAVEN auf dem Mars spielt“, sagte Gina DiBraccio, stellvertretende Hauptforscherin von MAVEN und stellvertretende Direktorin der Heliophysics Science Division am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. „MAVEN überwacht nicht nur die Dynamik der Marsatmosphäre, sondern auch die Sonnenenergieeinträge, um unser Verständnis der Sonne zu verbessern.“

Die Studie wird auf der Herbsttagung der American Geophysical Union in San Francisco vorgestellt.

Der Hauptforscher von MAVEN ist an der University of California in Berkeley stationiert, während das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, die MAVEN-Mission leitet. Lockheed Martin Space hat das Raumschiff gebaut und ist für den Missionsbetrieb verantwortlich. Das Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien bietet Navigation und Unterstützung für Weltraumnetzwerke. Das Labor für Atmosphären- und Weltraumphysik an der University of Colorado Boulder ist für das wissenschaftliche Betriebsmanagement, die Öffentlichkeitsarbeit und die Kommunikation verantwortlich. Das MAVEN-Team bereitet sich darauf vor, im September 2024 den 10. Jahrestag der Ankunft der Raumsonde auf dem Mars zu feiern.