Nattehimmelen på Mars gløder i grønt

3 hours ago 1

En svak, grønn glød bredte seg ut over nattehimmelen på Mars en tidlig vårdag i fjor. Det var tre dager etter et utbrudd fra sola, som slynget energirike partikler i retning planeten.

På bakken stod roboten Perseverance klar med kamera og spektrometer.

Forskere har nå påvist nordlys i synlige bølgelengder på Mars for første gang.

Det er også første gang det er tatt bilder av nordlys fra overflaten til en annen planet.

– Akkurat det vi ser

Tidligere er det observert nordlys på Mars i ultrafiolett lys, som er usynlig for mennesker.

– Spørsmålet ble om det også finnes synlig type nordlys, sier Elise Wright Knutsen til forskning.no.

Hun er postdoktor ved Universitetet i Oslo ved Centre for Space Sensors and Systems og har ledet den nye studien, som er publisert i Science Advances.

Nordlyset som er avbildet på den røde planeten, ser ikke ut som vi er vant med på jorden.

– Det er globalt og uniformt i strukturen, sier Knutsen.

– Jeg hadde et bilde i hodet av en sort fjellkam mot horisonten med en veldig diffus glødende grønn himmel bak.

– Det er akkurat det vi ser. Det er kornete og pikselert, men det er det som kommer fram på bildet.

Se bildet lenger ned i saken.

Øyne på overflaten

Elise Wright Knutsen ble med på Perseverance-teamet i 2021 for å studere vanndamp i atmosfæren. Roveren reiser over et gammelt elvedelta i Jezero-krateret på Mars.

Hun og kollegaer kom i prat om nordlys i Norge og på Svalbard. Det vekket en nysgjerrighet for nordlys i Mars sin atmosfære.

Forskerne leste seg opp og regnet på forventede lysstyrker for synlige nordlys på Mars.

Instrumentene på Perseverance burde være følsomme nok til å oppdage det, fant de ut.

Dette er ikke bildet som ble tatt, men en illustrasjon av roveren på overflaten og Mars-nordlys som sett gjennom en kameralinse, eller ved en kraftig solstorm.

Sprer seg ut over hele planeten

Deretter la de en plan for å finne Mars-nordlyset.

Mars har ikke et globalt magnetfelt, slik som jorden. Det er magnetiske områder i skorpen som danner mer lokale magnetfelt.

Nordlys oppstår når energirike partikler fra sola treffer stoffer i jordens atmosfære. Atomer blir eksitert eller ladet med energi, og slipper ut fotoner.

Jordens magnetfelt beskytter mot solpartiklene og leder dem mot polene, slik at det oppstår mest nordlys og sørlys der.

– Det skjer ikke på Mars. Partiklene har hatt en annen transport til nattsiden på Mars, sier Knutsen.

Det finnes flere typer nordlys på Mars enn på jorden.

– Det at jorden har et strukturert magnetfelt, gjør at du får en type nordlys. På Mars er det såpass kaotisk at det oppstår mange typer.

Det kan oppstå nordlys ved de lokale magnetfeltene som har ulike former. Det finnes også diffust nordlys som sprer seg jevnt over hele himmelen, som en svak glød.

Elise Wright Knutsen ved Universitetet i Oslo har ledet den nye studien.

Det er denne formen for nordlys forskerne prøvde å se.

Varslet solstorm

– Da gikk arbeidet over i å prøve å værvarsle nordlys på Mars, sier Knutsen.

Det er begrenset med strøm og kapasitet til å sende data fra Perseverance, og forskerne fikk lov til å bruke roveren en gang per solstorm, da partikler fra sola treffer Mars sin atmosfære.

– Da måtte vi finne ut når solstormer treffer Mars, og når i løpet av en solstorm vi tror nordlysaktiviteten er på maks.

– Jeg har egentlig brukt to år på å stirre på offentlige værvarslingssystemer for solstormer.

Fra et utbrudd på sola oppdages til det treffer Mars, går det typisk to til tre døgn.

På de tre første forsøkene var solstormen for svak, roveren var ikke ledig eller værvarselet endret seg. På fjerde forsøk, 18. mars 2024, ble det full klaff.

En topp i dataene

– Vi lastet ned dataene noen få timer etter de ble tatt. Da er det lettest å se på rådata fra spektrometeret først, sier Knutsen.

Et spektrometer deler inn lys etter farger i et spekter, og kan vise hvilke grunnstoffer som er til stede.

– Hvis det ikke er nordlys, vil det være en jevn kurve. Hvis det er nordlys vil det dukke opp en topp på bølgelengden vi forventet, sier Knutsen.

Det var en klar topp for grønt lys på 557,7 nanometer, akkurat slik forskerne forventet. Det er det samme som for grønt nordlys på jorden.

– Da er det uten tvil at her har man oksygenmolekyler som har blitt eksitert og slipper ut fotoner på nøyaktig den bølgelengden.

Forskerne så en topp på bølgelengden for grønt lys på 557,7 nanometer. Målingen ble gjort med instrumentet SuperCam.

Grønne piksler

Forskerne brukte også et annet instrument på Perseverance, som er mer som et vanlig kamera.

– Vi hadde to minutter lang lukkertid for å samle nok fotoner, for det var svarte natta.

Resultatet ble bildet du kan se under, som viser en grønnaktig himmel på Mars.

– På bildet til høyre er fargen mer brun-oransje, nesten litt lakserosa. Det kommer av månene til Mars. Den ene, Deimos, ses i bildet, sier Knutsen.

Bildet av Mars-nordlyset, tatt med kameraet Mastcam-z.

Hva ville en astronaut sett?

Hva hvis det hadde stått et menneske ved siden av roveren og sett opp på himmelen? Hva ville personen sett?

– I dette tilfellet ville nok ikke et menneske klart å se noen merkbar forskjell. Øynene våre er ikke veldig sensitive, sier Knutsen.

Kameraet på roveren har omtrent samme sensitivitet som våre øyne, og det måtte ha en lukkertid på to minutter for å få inn nok lys.

Vi hadde trengt en sterkere solstorm for å se noe.

– Ved en solstorm på linje med de sterkeste som er observert på Mars, ville man nok sett det med det blotte øye, sier forskeren.

Om øynene dine var godt tilpasset mørket, ville du sett at himmelen ble lysere. Hvis stormen i tillegg er god og sterk, kunne du skimtet en svak grønnfarge.

Også på jorden er grønnfargen vanskelig å se noen ganger, men det blir tydelig gjennom en kameralinse.

Bildet representerer hva en astronaut kunne sett dersom man titter gjennom en kameralinse, eller solstormen er mer intens.

– Spennende

Forskerne skal jobbe videre med å varsle solstormer på Mars og forhåpentligvis gjøre flere målinger.

Det nye funnet er spennende, synes Pål Brekke, fagsjef for romforskning ved Norsk Romsenter.

– Dette prosjektet har vært nestene som et detektivarbeid. De lette etter nordlys på en bestemt bølgelengde som ingen tidligere har prøvd, en bølgelengde de ut fra UV-observasjonene og atommodeller mente måtte eksistere, skriver han på e-post til forskning.no.

Brekke påpeker at selv om dette nordlyset er observert i synlig lys, som våre øyne kan registrere, er våre øyne dårlig til å fange opp lys, og særlig farger, når det er mørkt.

– Lyset er veldig svakt, mye svakere enn nordlyset vi ser her på jorden. Sannsynligvis ville en ikke sett dette om en stod på Mars en marskveld. Så dette blir nok ikke en stor turistmagnet selv om det planlegges å sende mennesker til Mars.

– Men disse unike observasjonene bare understreker at sola påvirker alle planetene i solsystemet, sier Brekke.

Både Saturn og Jupiter har veldig kraftig nord- og sørlys som er observert med romteleskopene Hubble og James Webb, samt romsonder i bane, sier han.

Referanse:

Elise W. Knutsen, m. fl.: «Detection of visible-wavelength aurora on Mars», Science Advances, 14. mai 2025.