NASA'nın Perseverance keşif aracı, ilk kez başka bir gezegenden auroraları yakaladı

15 Mart 2024'te, mevcut güneş döngüsünün zirvesine yakın bir zamanda, Güneş bir güneş parlaması ve buna eşlik eden koronal kütle atımı (CME), büyük miktarda güneş enerjisi parçacığı taşıyan gaz ve manyetik enerjinin muazzam bir patlaması üretti. Güneş'teki bu aktivite, Mars da dahil olmak üzere Güneş Sistemi'nin her yerinde etkileyici auroralara neden oldu.

Norveç'teki Oslo Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı ve keşfi bildiren Science Advances çalışmasının baş yazarı Elise Knutsen, yaptığı açıklamada, "Bu heyecan verici keşif, aurora araştırmaları için yeni olasılıklar açıyor ve auroraların Mars yüzeyinde gelecekteki astronotlar tarafından görülebileceğini doğruluyor." dedi.

Dünya'da auroralar, güneş parçacıklarının küresel manyetik alanla etkileşime girmesi, onları kutuplara yönlendirmesi, burada atmosferik gazlarla çarpışarak ışık yaymasıyla oluşur. En yaygın renk olan yeşil, 557,7 nanometre dalga boyunda ışık yayan oksijen atomlarının uyarılmasıyla ortaya çıkar. Bilim insanları yıllardır yeşil auroraların Mars'ta da var olabileceğini öne sürüyorlardı; ancak bunların Dünya'da gördüğümüz yeşil auroralara kıyasla çok daha sönük ve yakalanması daha zor olacağını öne sürüyorlardı.

Kızıl Gezegen'de küresel bir manyetik alan bulunmaması nedeniyle Mars, Dünya'da deneyimlediklerimizden farklı türde auroralar sergiliyor. Bunlardan biri, NASA'nın MAVEN (Mars Atmosferi ve Uçucu Evrim) misyonu tarafından 2014 yılında keşfedilen güneş enerjisi parçacığı (SEP) auroralarıdır. Bunlar, Güneş'ten gelen süper enerjili parçacıkların Mars atmosferine çarpması ve atmosferin gece göğünde parlamasına neden olan bir reaksiyonu tetiklemesiyle meydana gelir.

MAVEN, ESP auroralarını yörüngeden ultraviyole ışıkta gözlemlemiş olsa da, bu olguyu Dünya'dan görünür ışıkta hiç gözlemlememişti. SEP auroraları genellikle güneş fırtınaları sırasında meydana geldiğinden ve bu fırtınalar güneş maksimumu sırasında arttığından, Knutsen ve ekibi, mevcut güneş döngüsünün zirvesinde, Mars yüzeyinden SEP auroralarının görünür görüntülerini ve spektrumlarını yakalamaya koyuldu.

Knutsen ve ekibi, modellemeyi kullanarak Perseverance gezgininin SuperCam spektrometresi ve Mastcam-Z kamerasının SEP aurorasını görünür ışıkta başarılı bir şekilde gözlemleyebilmesi için optimum açıyı belirledi. Bu gözlem stratejisi uygulandıktan sonra geriye sadece zamanlama ve CME'leri anlamak kaldı.

Knutsen, "Önemli olan, Mars'ın atmosferine çok sayıda yüklü parçacığı hızlandıracak ve enjekte edecek iyi bir CME seçmekti" diye açıkladı.

İşte tam bu noktada NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde bulunan Luna-Mars (M2M) Uzay Hava Durumu Analiz Ofisi ve Topluluk Koordineli Modelleme Merkezi (CCMC) ekipleri devreye giriyor. M2M ekibi, CCMC'ye güneş parlamalarının gerçek zamanlı analizini sunarak CME simülasyonlarını başlatıyor ve bunların mevcut NASA görevlerini etkileyip etkilemeyeceğini belirliyor. Simülasyonlar olası etkileri ortaya koyduğunda ekip bir uyarı gönderir.

Kaliforniya Üniversitesi Berkeley Kampüsü'nde uzay fiziği uzmanı Christina Lee, M2M ofisinden 15 Mart 2024'teki CME hakkında bir uyarı aldı. MAVEN görev ekibinde yer alan ve uzay hava durumundan sorumlu Lee, büyük bir güneş fırtınasının Kızıl Gezegen'e doğru ilerlediğini ve birkaç gün içinde ulaşabileceğini tespit etti. Mars misyonlarını yürütenlere derhal Mars Uzay Hava Durumu Uyarı Bildirimi'ni yayınladı.

Lee, "Bu, Perseverance ve MAVEN bilim ekiplerinin gezegenler arası CME'lerin ve ilişkili SEP'lerin etkilerini öngörmelerine olanak sağlıyor" dedi.

Knutsen, "Bunun yoğunluğuna baktığımızda, cihazlarımızın tespit edebileceği kadar parlak bir aurora tetikleyebileceğini tahmin ediyoruz" diye ekledi.

Birkaç gün sonra CME Mars'a çarptı ve gezicinin yakalayabildiği bir ışık gösterisi oluşturdu; gökyüzünde tam olarak 557,7 nm'lik bir emisyon dalga boyuna sahip neredeyse tekdüze bir aurora görüldü. Aurora gözlemi sırasında SEP'lerin varlığını doğrulamak için ekip, ESA'nın Mars Express görevinden gelen verilerle de doğrulanan MAVEN'in SEP cihazına başvurdu. Her iki görevden elde edilen veriler, gezici ekibinin kısa sürede fenomeni gözlemlemeyi başardığını doğruladı.