火星のオーロラの場所。画像クレジット：ESAクリックして拡大
地球のオーロラに似たオーロラは火星でよく見られるようです。カリフォルニア大学バークレー校の物理学者は、火星地球測量士の6年間のデータを分析しました。
火星には地球上にオーロラと対極オーロラの発生源であるという地球規模の磁場がないため、過去6年間で数百のオーロラが発見されたことは驚きです。
火星の13,000オーロライベントのプロット
物理学者によると、火星のオーロラは惑星全体の磁場が原因ではなく、主に南半球の地殻の強い磁場のパッチに関連付けられています。また、それらはおそらくそれほどカラフルではないと、大気中の分子と相互作用してグローを生成するエネルギー電子は、おそらく地球の赤、緑、青ではなく、紫外線のみを生成します。
「私たちがオーロラを頻繁に目にするという事実は驚くべきことです」と、ジャーナルジオフィジカルリサーチレターズが最近認めた発見に関する論文の筆頭著者であるカリフォルニア大学バークレー校の物理学者デイビッドA.ブレインは述べました。 「火星でのオーロラの発見は、木星、土星、天王星、海王星など、太陽系の他の場所でそれらがどのように、そしてなぜ起こるのかについて私たちに何かを教えてくれます。」
カリフォルニア大学バークレー校の宇宙科学研究所の補助研究物理学者であるブレインとジャスパーS.ハレカスは、カリフォルニア大学バークレー校、ミシガン大学、NASAのゴダード宇宙飛行センター、フランスのトゥールーズ大学の同僚とともに、彼らの調査結果を報告しました。ポスターは、12月9日金曜日にサンフランシスコで開催されたアメリカ地球物理学連合の会議で発表されました。
昨年、ヨーロッパの宇宙船マーズエクスプレスは、火星の夜側で紫外光のフラッシュを最初に検出し、天文学者の国際チームは、2005年6月9日のネイチャー号でオーロラフラッシュと識別しました。この発見を聞いて、カリフォルニア大学バークレー校の研究者たちは、Mars Global Surveyorのデータを利用して、車載のUCバークレー計器パッケージ（磁力計-電子反射率計）がオーロラの他の証拠を検出したかどうかを確認しました。宇宙船は、1997年9月から火星を周回しており、1999年以来、火星表面と火星の磁場の高度400キロメートル（250マイル）からマッピングを行ってきました。惑星の夜側にあるとき、それを常に午前2時に保つ極軌道に座っています。
BrainとHalekasは、最初にデータを調べてから1時間以内に、オーロラフラッシュの証拠を発見しました。これは、オーロラ中に地球の大気のスペクトルで見られるピークと同じ電子エネルギースペクトルのピークです。それ以来、彼らは電子反射計による600万以上の記録をレビューし、データの中にオーロラを示す電子ピークを持つ約13,000の信号を発見しました。脳によると、これは、火星急行で見られる閃光のような何百もの夜側のオーロライベントを表す可能性があります。
2人の物理学者が各観測の位置を特定したとき、オーロラは火星表面の磁化された領域のマージンと正確に一致しました。 NASAのゴダード宇宙飛行センターの共著者であるマリオH.アクアと、カリフォルニア大学バークレー校の物理学教授で宇宙科学研究所のディレクターであるロバートリンが率いる同じチームは、磁力計/反射率計を使用してこれらの表面磁場を広範囲にマッピングしましたMars Global Surveyorに搭乗しました。磁力線が北極と南極で地表に急降下する場所で地球のオーロラが発生するのと同じように、火星のオーロラは、磁力線が地殻に垂直に弧を描く磁化領域の境界で発生します。
これまでの13,000件のオーロラ観測のうち、最大のものは太陽風活動の増加と一致しているようです。
「火星急行が見た閃光は、可能なエネルギーの明るい終わりにあるようです」とハレカスは言った。 「地球と同じように、宇宙天気と太陽嵐がオーロラをより明るく強くする傾向があります。」
火星の表面磁場の描写
地球のオーロラは、太陽からの荷電粒子が惑星の保護磁場に衝突し、地面に浸透するのではなく、磁力線に沿って極に向けられ、そこで大気中の原子と衝突して楕円を作成します各極の周りの光の。電子は荷電粒子の大きな割合を占めており、オーロラ活動は、まだ理解されていない電子を加速する物理的プロセスに関連しており、電子エネルギーのスペクトルにはっきりとしたピークを生成します。
火星でのプロセスはおそらく似ていると、太陽風粒子は火星の夜側に集められ、そこで地殻の磁力線と相互作用します。粒子が二酸化炭素分子にぶつかると紫外光が発生します。
「観測は地球のようにいくつかの加速プロセスが起こることを示唆している」と彼は言った。 「何かが電子を奪い、彼らにキックを与えました。」
その「何か」が何であるかは謎のままですが、Linと彼のUCバークレーの同僚は、磁気再結合と呼ばれるプロセスに傾いており、太陽風粒子と一緒に移動する磁場が壊れ、地殻場と再結合します。再接続する磁力線は、粒子をより高いエネルギーに飛ばすものである可能性があります。
ブレイン氏によると、表面の磁場は、最大1,000キロ幅、10キロ深さのパッチで発生する高度に磁化された岩石によって生成されます。これらのパッチはおそらく、火星に地球磁場があったときに残された磁気を保持し、針を磁石で撫でたときと同じように磁石が引き出され、磁石が引き抜かれた後も残っている磁化を引き起こします。数十億年前に火星の地球規模のフィールドが消滅したとき、太陽風は大気を取り除くことができました。表面の一部を保護するために、強い地殻場だけがまだ残っています。
「それらは太陽風から離れるのに十分強いので、我々はそれらをミニ磁気圏と呼びます」とリンは言った、フィールドが表面から1300キロまで伸びると指摘した。それにもかかわらず、最も強い火星の磁場は地球の表面の磁場より50倍弱い。これらのフィールドがオーロラを生成するのに十分なほど効率的に太陽風を集め、加速することができる方法を説明するのは難しいと彼は言った。
Brain、Halekas、Linとその同僚は、オーロラの詳細についてMars Global Surveyorのデータをマイニングし、Mars Expressを運用しているヨーロッパのチームと協力して、起源の謎を解決できるフラッシュに関する補足データを取得したいと考えています。
「Mars Global Surveyorは685日間使用できるように設計されていますが、6年以上にわたって非常に価値があり、今でも素晴らしい結果が得られています」とLin氏は述べています。
作品はNASAによってサポートされていました。 Brain、Halekas、Lin、Acu？aの共著者は、UCバークレーの宇宙科学研究所のLaura M. Peticolas、Janet G. Luhmann、David L. Mitchell、Greg T. Deloryです。ミシガン大学のSteve W. Bougher。そして、トゥールーズのセンターデチュードスパティアーレデラヨンヌメントのアンリレーム。
元のソース：UCバークレーニュースリリース
