火星にはオーロラもあり、私たちはそれらを見ることができません

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私たちの目はそれらを見ることができませんが、火星のオーロラがあり、かつて考えていたよりもありふれたものです。火星のオーロラは、NASAのMAVEN宇宙船によって2016年に最初に発見されました。現在、いくつかの新しい結果により、これらの異常なオーロラに関する知識が拡大しています。

スペースマガジンの読者のほとんどは、地球のオーロラとその作り方を知っています。強力な太陽風が地球の磁気圏に当たると、粒子（通常は電子ですが、場合によっては陽子）が励起され、大気中のさまざまな成分を電離します。さまざまな色や形の光を放ちます。この現象は、目を魅了する感動的な一時的な表示を作成します。オーロラは通常、太陽風が非常に強い場合を除いて、北と南の極緯度に限定されます。

火星のオーロラは似ており、異なります。

火星のオーロラはすべて陽子オーロラで、日中に発生します。それらは紫外光のみを放出します。つまり、私たちの目はそれらに対して盲目です。しかし、MAVEN（Mars AtmosphereおよびVolatile EvolutioN）宇宙船に搭載された計器は、それらを見ることができます。これは、イメージング紫外線分光器（IUVS）と呼ばれます。

MAVENは火星の大気を調査しています。その質問の1つは非常に具体的です：どのようにしてその雰囲気を失ったのですか？それは上層大気、電離層、そして火星がどのように太陽風と相互作用するかを観測していると答えるために。その作業の一環として、火星の陽子オーロラを発見しました。

火星の陽子オーロラと火星の大気と居住性の喪失は関連しています。火星は、惑星自体から来る水素コロナに囲まれています。この水素が火星から漏れると、水の損失が生じます。火星のオーロラの割合と強度、および水の損失には相関関係があります。

「おそらく、ある日、惑星間旅行が当たり前になると、旅行者は火星の最終段階で、残りの水を宇宙に失うことを直接目にするでしょう。」
AndréaHughes氏、Embry-Riddle Aeronautical Universityの主執筆者

太陽からの太陽風が火星に当たるとき、それは本当に陽子です。強い熱によって電子が取り除かれた水素原子です。陽子は水素コロナに衝突し、電子を盗んで中性電荷を持つ原子になります。現在はニュートラルなので、火星の磁気圏のバウショックを迂回します。次に、原子は火星の薄い大気に激突し、ガス分子と衝突して紫外光を放出します。

フロリダ州デイトナビーチにあるEmbry-Riddle Aeronautical UniversityのAndréaHughes氏は、「火星の複数年のMAVEN / IUVSデータを使用したこの新しい研究では、大気脱出の増加期間が陽子オーロラの発生と強度の増加に対応している」と述べた。。ヒューズは、「火星のプロトンオーロラ：南部夏に蔓延するデイサイド現象」というタイトルの新しい論文の筆頭著者です。 12月12日、Journal of Geophysical Research、Space Physicsに掲載されました。

「おそらくある日、惑星間の旅行が当たり前になると、南部の夏の間に火星に到着する旅行者は最前列の座席に火星の陽光オーロラが惑星の昼間を堂々と踊ります（もちろん、紫外線に敏感なゴーグルを着用している間）。これらの旅行者は、火星の最終段階で残りの水を宇宙に失うことを直接目にするでしょう」とヒューズはプレスリリースで述べました。

MAVENが火星のオーロラを初めて発見したとき、科学者たちはそれが比較的まれな現象であると考えました。しかし、今では、これらのUVプロトンオーロラをより頻繁に見つけています。「最初は、適切な時間と場所を検討していなかったため、これらのイベントはかなりまれであると信じていました」と、コロラド大学ボルダー宇宙大気物理研究所（LASP）の研究者で2人目の著者であるMike Chaffinは述べました。研究の。

「しかし、よく見てみると、陽光オーロラが夏の南部の昼間観測で最初に予想したよりもはるかに頻繁に発生していることがわかりました。」チームは、昼間の観測の約14％で陽子オーロラを発見しました。陽光のオーロラは、昼間の南部の夏の観測のみを考慮した場合の80％以上に増加します。「比較すると、IUVSは火星の拡散オーロラを好ましいジオメトリの軌道の数パーセントで検出し、離散オーロラ検出はデータセットではまだまれです」とLASPのIUVSチームの共同執筆者およびリーダーであるNick Schneiderは述べました。

これらのオーロラが夏の間、特に南部夏の間により豊富であるという事実は、科学者を興味をそそりました。火星の進行中の水の喪失を追跡する方法への手がかりでした。火星は南部と夏の間、太陽に最も近く、したがってより多くの太陽風を受けます。また、夏には巨大な砂塵嵐が発生する可能性があり、最大80 kmの高さの巨大な塵の塔を作成するだけでなく、水蒸気を大気中に押し上げます。

太陽の紫外線は水蒸気を水素と酸素に分解し、火星の水素コロナの水素の増加はそれと太陽の粒子の間の相互作用が増加することを意味し、UVオーロラを作成します。

「火星のプロトンオーロラを作成するために必要なすべての条件（例えば。、 火星では、太陽風陽子、拡張水素雰囲気、全球双極子磁場がないことなど）が、他のタイプのオーロラを作成するために必要なものよりも一般的に利用可能です」とヒューズは述べています。「また、MAVENの大気脱出の増加の観測と陽子オーロラの頻度と強度の増加との関連性は、陽子オーロラが実際に火星の周囲の水素コロナで起こっていることの代用として、したがって増加した時間の代用として使用できることを意味します大気への逃避と水の喪失。」