NASAs MAVEN-Mission enthüllt den Prozess hinter den Mars-Aurora – und die Ähnlichkeiten zum irdischen Nordlicht

Die wichtigsten Ergebnisse der Studie vom Juli 2026:

• Protonen und nicht Elektronen sind der dominierende Treiber vieler Mars-Aurora. Protonen aus dem Sonnenwind gelangen direkt in die Atmosphäre, entziehen dort den Atomen Elektronen und senden ultraviolettes Licht aus .
• „Gestohlene“ Elektronen ermöglichen eine ungewöhnliche Protonen-Aurora. MAVEN fand heraus, dass eintreffende Sonnenwind-Protonen Elektronen von neutralen Wasserstoffatomen in der ausgedehnten Wasserstoff-Exosphäre des Mars einfangen. Dadurch werden sie zu neutralen Atomen, die tief in die Atmosphäre eindringen können, bevor sie wieder ionisiert werden und das Aurora-Leuchten erzeugen .
• Die Protonen-Aurora auf der Tagseite ist weit verbreitet und nahezu konstant und bedeckt weite Teile der Tagseite – anders als auf der Erde, wo Protonen-Aurora auf kleine Polarregionen beschränkt sind .
• MAVEN dokumentierte auch fleckenhafte Protonen-Aurora unter turbulenten Sonnenwindbedingungen und diffuse Nachtseiten-Aurora, die durch energiereiche Sonnenteilchen bei Sonnenstürmen ausgelöst wird .

Wie die Mars-Aurora mit dem irdischen Nordlicht vergleichbar ist

Kurz gesagt: Der Mars hat eine „Aurora Universalis“ – Aurora, die den Großteil des Planeten bedeckt und nicht nur die Pole –, angetrieben von derselben Physik der magnetischen Wiederverbindung, nur in verkleinerter und lokalisierter Form .

Belege und Instrumente, die die Entdeckung bestätigt haben

Das Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS) von MAVEN war das primäre Instrument zum Nachweis der Aurora im ultravioletten Wellenlängenbereich (insbesondere der Lyman-Alpha-Emission von Wasserstoff) . Zu den unterstützenden Instrumenten gehörten:

• MAVENs Solar Wind Ion Analyzer (SWIA) und Solar Wind Electron Analyzer (SWEA) – maßen die eintreffenden Sonnenwindteilchen und ihre Energiespektren .
• Magnetometer (MAG) – kartierte die Topologie des Magnetfelds und bestätigte, wo Krustenfelder die Teilchen führten .
• Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS) – maß Veränderungen der atmosphärischen Zusammensetzung während der Aurora-Ereignisse .

Die Entdeckung der diffusen Ultraviolett-Aurora im Jahr 2015 (das „Christmas lights“-Ereignis) stammt aus IUVS-Daten, die einen hellen UV-Schimmer zeigten, der fünf Tage lang im Dezember 2014 die nördliche Hemisphäre des Mars bedeckte . Die Entdeckung der Protonen-Aurora im Jahr 2018 gelang durch die Korrelation von IUVS-Wasserstoffemissionsdaten mit SWIA-Messungen, die einen Protonenfluss in die Atmosphäre zeigten .

Veröffentlichungsdetails der Studie

Die wegweisende Studie vom Juli 2026:

• Titel: Miniature Dungey-like cycle drives aurora at Mars
• Autoren: Shaosui Xu und Kollegen (UC Berkeley / Space Sciences Laboratory)
• Journal: Nature Communications
• Veröffentlichungsdatum: 24. Juli 2026
• Kernaussage: Messungen des gesamten MAVEN-Instrumentensatzes bestätigten, dass die magnetische Wiederverbindung (der Dungey-Zyklus) über den Krustenmagnetfeldern des Mars abläuft, Protonen in die Atmosphäre beschleunigt und Aurora erzeugt .

Frühere grundlegende Veröffentlichungen:

• Discovery of diffuse aurora on Mars, Science 350, aad0210 (2015)
• MAVEN observations of the response of Mars to an interplanetary coronal mass ejection, Science (2015)

Breitere Bedeutung

• Planetare Magnetfeldentwicklung: Der Nachweis, dass der Dungey-Zyklus über lokalisierten Krustenfeldern funktioniert, hilft zu erklären, wie der Mars – obwohl er vor Milliarden Jahren seinen globalen Dynamo verlor – immer noch dynamisch mit dem Sonnenwind interagiert .
• Atmosphärenverlust: Dieselbe magnetische Wiederverbindung, die die Aurora antreibt, beschleunigt auch atmosphärische Ionen ins All. MAVEN-Daten zeigten, dass die atmosphärische Erosion während Sonnenstürmen dramatisch zunimmt – und halfen so zu quantifizieren, wie der Mars im Laufe der geologischen Zeit den Großteil seiner Atmosphäre und damit seines Wassers verloren hat .
• Vergleichende Planetologie: Die Entdeckung bestätigt, dass magnetische Wiederverbindung ein universeller Prozess auf terrestrischen Planeten ist, der je nach Stärke und Geometrie der verfügbaren Magnetfelder in unterschiedlichen Maßstäben abläuft .

Endgültiger Status der Sonde nach Kontaktverlust

Die MAVEN-Mission endete offiziell am 3. Juni 2026, als die NASA die Sonde für nicht wiederherstellbar erklärte . Der zeitliche Ablauf:

• 6. Dezember 2025 – Die NASA empfing das letzte Signal von MAVEN während einer Phase unerwarteten Kontrollverlusts über die Lage .
• Januar 2026 – Die NASA nahm die Versuche zur Wiederherstellung des Kontakts nach der Sonnenkonjunktion wieder auf, sendete Wiederherstellungsbefehle, erhielt aber keine Antwort .
• 3. Juni 2026 – Die NASA hielt einen Medienanruf ab und erklärte das Ende der Mission offiziell; die Ursache des Ausfalls blieb Gegenstand der Untersuchung .
• Zum Missionsende: MAVEN hatte über 11 Jahre im Orbit um den Mars verbracht (Ankunft September 2014) und mehr als ein Jahrzehnt über seine einjährige Primärmission hinaus gedauert . Es absolvierte über 10 Jahre wissenschaftliche Betriebszeit, kartierte den atmosphärischen Verlust über einen gesamten Sonnenzyklus, entdeckte mehrere Arten von Mars-Aurora und diente als kritischer Kommunikationsrelais für die Rover auf der Oberfläche .