Nordlys på Mars: – Tårene rant da jeg skjønte at vi var de første som hadde klart å ta bilde av det

Mars har ingen magnetiske poler og svært tynn atmosfære. Derfor antok forskerne at det ikke var mulig at Mars hadde nordlys. 

I 2005 kom de første tegnene på at det likevel var nordlys der. Det var bare helt annerledes enn på jorden. 

Siden det har forskere forsøkt å forstå fenomenet bedre.

Andre typer nordlys

– Siden Mars ikke har et globalt magnetfelt slik vi har på jorden, blir det helt andre interaksjoner mellom partiklene fra sola og atmosfæren. Det er flere typer nordlys på Mars som ikke finnes her. 

Det forklarer forsker Elise Wright Knutsen ved Universitetet i Oslo.

Hun forteller at alle målingene så langt har vært i UV-spekteret, som vi ikke kan se. 

– Siden det finnes nordlys i UV-spekteret, har vi tenkt at det sannsynligvis også finnes i flere bølgelengder, men vi har ikke hatt instrumenter som har kunnet måle det, sier hun. 

Nordlys som er synlig for oss, var noe av det forskerne håpet mest på å fange opp. På Marsroveren «Perseverance» er det mange ulike typer instrumenter. To av dem ville kunne fange opp nordlyset i det synlige spekteret dersom det faktisk eksisterte.

Nordlys over Mars fotografert med «Perseverance». (Foto: «Perseverance»)

Mars låner litt av magnetfeltet til sola

– Mars er en veldig spesiell planet. Den har en såkalt indusert magnetosfære. Det vil si at den låner litt av solas magnetfelt. I tillegg har den rester av et magnetfelt som den har hatt for noen milliarder år siden, men som ikke lenger er aktivt, sier Knutsen.

Hun forklarer videre at de ser at noen steder er planetskorpen magnetisert. Det betyr at det er lokale regioner med magnetfelt. 

– Det er der man oppdaget de første sporene av nordlys, forklarer Knutsen.

Nordlyset forskerne har sett nå, har ikke noe med disse lokale magnetiske områdene å gjøre. Nordlyset som ble observert, forekommer i sammenheng med solstormer slik som på jorden, men dekker hele planeten. 

– Denne typen nordlys ble først oppdaget i 2015. Likevel har det frem til nå kun blitt gjort en håndfull målinger, og alle i UV, forteller Knutsen.

Siden Knutsen begynte på prosjektet for to år siden, har hennes store drøm vært å få tatt bilde av nordlyset på Mars. Hun forklarer at det ligger svært mye arbeid bak akkurat dette ene bildet.

Omtrent hver dag har hun fulgt med på solstormvarslinger og simuleringer av hvordan stormene brer seg ut i solsystemet. Dette er noe NASA offentliggjør hver gang det er en solstorm. 

Da kunne Knutsen se om stormen ville treffe Mars på en slik måte at det vil være mulig å fange det opp. Hun ville også kunnet se om det var den typen solstorm som sannsynligvis kunne gi synlig nordlys. 

Det var flere kriterier som måtte oppfylles, så mange av solstormene ville ikke gi noe utslag.

– I tillegg måtte jeg også finne ut når nordlyset kom dit. Fra simuleringene kunne jeg anslå et tidspunkt. Deretter måtte jeg kontakte de som dirigerer operasjoner på roveren og forhandle inn en observasjon, forklarer hun.

Hun måtte forhandle, for det er flere begrensninger. Og mange ønsker å bruke instrumentene til sin forskning. Det hender for eksempel at roveren har lite strøm på tidspunktet solstormen kommer. Eller at andre observasjoner har prioritet den dagen.

Knutsen måtte også finregne innstillinger som lukkertid på instrumentene og i hvilken vinkel på himmelen det skulle måle.

Illustrasjon av korona masseutbrudd med ladde partikler og magnetfelt som kolliderer med Mars, og resulterende nordlys som dekker hele planeten. (Illustrasjon: Wilko Duprez)

Perfekt storm – på en fredag

– Jeg fikk melding om at det kom en perfekt storm tilfeldigvis en fredag kveld. Heldigvis fikk jeg lagt inn aktiviteten rett før skiftet var ferdig. Observasjonen skulle skje over helgen. Derfor fikk vi resultatene på en mandag, forteller Knutsen.

Da Elise Wright Knutsen åpnet fila fra en kollega, så hun med en gang at dette var det de hadde ventet på: nordlys på Mars. (Foto: Privat)

Den mandagen var det generalforsamling for senteret hun jobber ved.

– Like før det var min tur til å presentere, fikk jeg tilsendt en fil av kollegaen min Tim McConnochie i USA. Dette var fjerde gangen vi forsøkte å observere nordlyset. Ettersom han ikke skrev noe i meldingen, hadde jeg ikke så store forhåpninger, forteller hun.

Men da hun åpnet fila, så hun med en gang at dette var det de hadde ventet på. 

– Jeg satt ved siden av mine ferske kolleger, og tårene rant. Jeg kunne heller ikke si veldig mye, for dette var hemmeligstemplet på dette tidspunktet. I tillegg var det 30-årsdagen min. Det var tidenes bursdagsgave fra Mars, sier Knutsen.

Konkurranse om å være først ute

– Det er nok et litt snevert forskningsfelt. Likevel er det alltid gøy å ha de første målingene av nye ting, sier hun.

Hun forteller at det er andre grupper som har instrumenter som det er mulig å se nordlyset med. Noen av dem forsøker å gjøre de samme observasjonene. 

Derfor var hun svært spent på om hun kom til å være først.

– Frem til ganske nylig var dette strengt hemmelig. Nå kan jeg endelig snakke om det. Jeg har vært forsker noen år nå, men aldri gjort en slik oppdagelse, så dette var veldig stort, sier Knutsen.

Noen uker etter at de fikk målingene, kom selve bildet. Hun forklarer at det tok litt tid fordi slike bilder krever mye behandling.

– Jeg har drømt om dette bildet i to år. Det er veldig deilig å se det på ordentlig selv om det er tatt med et kamera som ikke er laget for å ta bilder om natten. Derfor er det litt grumsete og har en del støy. Vi har brukt lang lukkertid. Det påvirker også hvordan det man observerer, fremstår på bildet.

Grønt lys på Mars

Hun forteller at lukkertiden gjør at bildet ser noe grønnere ut enn det det ville ha sett ut som for mennesker på Mars.

– Den grønne fargen kjennetegner atomisk oksygen i atmosfæren, men formen er annerledes enn på jorden. På Mars vil nordlyset være som en glødende grønn himmel, forklarer Knutsen.

På jorden vil lyset ha ulike formasjoner. Knutsen forteller at målinger av nordlys i UV-spekteret tyder på at nordlyset fordeler seg jevnt over himmelen. Hun mener likevel at målingene ikke nødvendigvis vil fange opp nordlysets lokale variasjoner og variasjoner i tid.

– Bildet er tatt med lang lukkertid. Da er det vanskelig å si noe om variasjoner i spredningen eller om det faktisk er så jevnt som det ser ut. Personlig tror jeg ikke det er helt jevnt, sier hun.

Hun forteller at hun har laget en animasjon av hvordan hun tror det egentlig ser ut. Hun tror at dynamikken i magnetfeltet vil gjøre at nordlyset «bobler».

Håper fremtidige ekspedisjoner tar med bedre nattkamera

– Foreløpig har vi bare ett bilde, men hvis vi får til å ta flere bilder etter hverandre i løpet av samme solstorm, kan vi kanskje si noe om magnetfeltdynamikken på Mars, sier Knutsen.

Hun forteller at det handler om partikkeltransport i Mars’ nærmiljø. Partiklene kommer inn fra solsiden, men klarer likevel å snu og treffe nattsiden. 

På jorden er det vårt globale magnetfelt som gjør dette, men det har ikke Mars. Derfor vet ikke forskerne hva slags prosesser som sørger for denne partikkeltransporten. 

Ifølge henne kan nordlys avsløre flere ting om Mars som vi ikke vet i dag.

– Å forstå nordlyset er å forstå et område av atmosfæren på avstand. Fargen og intensiteten kan si noe om mengden og energien på partiklene som kommer inn. Indirekte kan man også bruke det til å måle trykk, temperatur og sirkulasjon i atmosfæren, sier Knutsen. 

Hun håper at fremtidige Mars-ekspedisjoner vil ha med seg et ordentlig nattkamera.