Dies ist, was es ist gerne Polarlichter zu sehen, auf anderen Planeten

Eine Aurora aus erster Hand zu erleben, ist ein wirklich beeindruckendes Erlebnis. Die natürliche Schönheit der nördlichen oder südlichen Lichter fängt die öffentliche Phantasie im Gegensatz zu anderen Aspekten der Weltraumwetter. Aber Polarlichter sind nicht einzigartig auf der Erde und auf mehrere andere Planeten in unserem Sonnensystem zu sehen.

Ein Polarlicht ist das beeindruckende Ergebnis einer Reihe von Veranstaltungen, die um die Sonne beginnt. Die Sonne strahlt ständig einen Strom geladener Teilchen, die als Sonnenwind in die Tiefen des Sonnensystems bekannt. Wenn diese Teilchen einen Planeten wie die Erde, erreichen interagieren sie mit dem Magnetfeld umgeben (Magnetosphäre), komprimieren das Feld in einer Tropfenform und Übertragung von Energie zu.

Wegen der Art, wie die Linien eines magnetischen Feldes ändern können, kann die geladenen Teilchen im Inneren der Magnetosphäre dann in die obere Atmosphäre beschleunigt werden. Hier kollidieren sie mit Molekülen wie Stickstoff und Sauerstoff, Energie in Form von Licht abgibt. Dadurch entsteht eine Band von Farbe, die über den Himmel in der Nähe des Planeten magnetischen Nord- und Südpol – gesehen werden kann, dies ist die Aurora.

Gas-Riesen-Polarlichter

Mit Hilfe von Messungen von Raumfahrzeugen, wie Cassini oder Bilder von Teleskopen wie dem Hubble Space Telescope Raum Physiker in der Lage gewesen, stellen Sie sicher, dass einige unserer nächsten Nachbarn ihre eigenen Polarlichter haben. Wissenschaftler tun dies durch die Untersuchung der elektromagnetischen Strahlung, die von den Planeten erhalten, und bestimmte Wellenlänge Emissionen sind gute Indikatoren für die Präsenz der Polarlichter.

Jeder von den Gasriesen (Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) hat ein starkes Magnetfeld, eine dichte Atmosphäre und infolgedessen eine eigene Aurora. Die genaue Art der diese Polarlichter unterscheidet sich geringfügig von der Erde, seit ihre Atmosphären und Magnetosphären unterscheiden. Die Farben hängen zum Beispiel die Gase in der Atmosphäre des Planeten. Aber der Grundgedanke hinter der Polarlichter ist das gleiche.

Blaue Aurora auf Jupiter. NASA/J Clarke

Mehrere der Jupitermonde Io, Ganymed und Europa, einschließlich beeinflussen zum Beispiel die blaue Aurora vom Sonnenwind erstellt. IO, die nur ein wenig größer als unsere eigenen Mond, ist vulkanischen Ursprungs und spuckt Sie Unmengen von geladenen Teilchen in Jupiters Magnetosphäre, Herstellung von großen elektrischen Strömen und hellen ultravioletten (UV) Aurora.

Auf Saturn der stärksten Polarlichter sind in der UV- und Infrarot-Bands des Farbspektrums und so wäre nicht sichtbar für das menschliche Auge. Aber schwächer (und seltener) Rosa und lila Polarlichter auch beschmutzt worden.

Hubble Space Telescope fängt Saturns Aurora. NASA/ESA/Hubble

Quecksilber hat auch eine Magnetosphäre und so könnten wir Aurora dort zu erwarten. Quecksilber ist leider zu klein und zu nah an die Sonne für sie eine Atmosphäre, die Bedeutung der Planeten behalten muss keine Moleküle für den Sonnenwind zu begeistern und das bedeutet keine Polarlichter.

Die unerwartete Polarlichter

Auf Venus und Mars unterscheidet sich die Geschichte. Während weder dieser Planeten hat eine groß angelegte Magnetfeld, beide haben eine Atmosphäre. Da der Sonnenwind mit der Venus Ionosphäre (die Schicht der Atmosphäre mit den geladenen Teilchen) interagiert, es tatsächlich schafft oder ein Magnetfeld induziert. Anhand der Daten aus der Raumsonde Venus Express, fanden Wissenschaftler, dass dieses Magnetfeldes erstreckt sich von der Sonne, ein "Magnetschweif", die leitet beschleunigten Teilchen in der Atmosphäre und bildet ein Polarlicht zu bilden.

Mars Atmosphäre ist zu dünn für einen ähnlichen Prozess auftreten, aber es hat noch Aurora von lokalisierten magnetischen Feldern eingebettet in der Kruste des Planeten erstellt. Dies sind die Überreste eines viel größeren, globalen Magnetfeldes, das als Kern des Planeten gekühlt verschwunden. Wechselwirkung zwischen Sonnenwind und die Marsatmosphäre erzeugt "diskreten" Polarlichter, die zu den Regionen der Erdkruste Feld beschränkt sind.

Eine Neuentdeckung von MAVEN Mission zeigte, dass Mars auch viel größere Polarlichter auch auf der nördlichen Halbkugel, und wahrscheinlich den ganzen Planeten verteilt hat. Diese "diffuse" Aurora ist das Ergebnis der solar energiereiche Teilchen in die Marsatmosphäre regnet, sondern als Teilchen aus dem Sonnenwind interagieren mit einem magnetischen Feld.

Wenn ein Astronaut auf der Oberfläche des Mars stehen, sie könnte noch ein Polarlicht sehen aber es würde wahrscheinlich eher schwach und blau, und anders als auf der Erde, nicht unbedingt in der Nähe des Planeten Pole.

Brauner Zwerg mit roter Aurora. Chuck Carter und Gregg Hallinan/Caltech

Die meisten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems sind zu schwach im Vergleich zu ihren Mutterstern für uns zu sehen, ob sie Polarlichter haben. Aber Wissenschaftler entdeckten vor kurzem einen braunen Zwerg (ein Objekt größer als ein Planet aber nicht groß genug, um zu verbrennen wie ein Stern) 18 Lichtjahre von der Erde, die geglaubt wird, um eine helle rote Aurora haben. Dies wirft die Möglichkeit andere Exoplaneten mit Atmosphären und Magnetfelder, die ihre eigenen Polarlichter zu entdecken.

Solche Entdeckungen sind aufregend und schön, aber sie eignen sich auch wissenschaftlich. Polarlichter zu untersuchen Wissenschaftler Hinweise auf eines Planeten magnetische aufreizend und Partikel Umwelt gibt und könnte weiter unser Verständnis von wie geladene Teilchen und Magnetfelder interagieren. Dies könnte sogar die Antworten zu anderen Problemen der Physik, wie die Kernfusion freischalten.

Nathan Case, Senior Research Associate im Raum und Planetenphysik, Lancaster University

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