Kiedy na Marsie pojawi się zorza polarna? Naukowcy już to wiedzą

Zorza polarna jest spektakularnym zjawiskiem na niebie, z którego słyną kraje na północy Ziemi. Zjawisko to występuje także na innych planetach. Łazik marsjański Perseverance w marcu 2024 roku wykonał pierwsze zdjęcie aurory na Marsie. Było to w trakcie dużego rozbłysku słonecznego i koronalnego wyrzutu masy.

Gdy wiatr słoneczny wyrzuca strumień naładowanych cząstek, te zderzają się z cząstkami tlenu i azotu w górnych warstwach atmosfery (ok. 180-400 km) w obszarach polarnych, gdzie kieruje je pole magnetyczne planety. Następuje ich jonizacja i efekt świetlny. W zależności od gazu, z którym te cząstki wchodzą w reakcję, a także od wysokości, zorza polarna mieni się różnymi kolorami - na fioletowo i niebiesko (azot i wodór) oraz zielono i czerwono (tlen).

Zorza polarna na Marsie emituje zielone światło, bowiem cząstki z koronalnego wyrzutu masy zderzają się z atomami tlenu wysoko nad powierzchnią planety. Zjawisko jest na tyle jasne, że można je dostrzec gołym okiem. A że póki co na Marsie nie stąpał jeszcze żaden człowiek, aurorę obserwować mogą jedynie łaziki, takie jak Perseverance należący do NASA. Wprawdzie zieloną poświatę nad Marsem fotografowano już z góry, jednak to właśnie łazik jako pierwszy zrobił jej zdjęcie z powierzchni planety.

Mars nie posiada pola magnetycznego, które kierowałoby te cząstki w pobliże biegunów, dlatego zorze na Marsie nie są "polarne", lecz rozpostarte nad całą planetą niczym mgła. Emitują one promieniowanie w spektrum widzialnym dla człowieka, ale misje Mars Express (ESA) i MAVEN (NASA) uchwyciły je także w ultrafiolecie, czyli w paśmie niewidocznym gołym okiem.

Naukowcy potrafią już prognozować zorze na Marsie, co ma znaczenie nie tylko jako ciekawostka, ale także pozwala ostrzegać astronautów, którzy wkrótce mają polecieć na Czerwoną Planetę. To dość istotne, bowiem to samo promieniowanie, które wywołuje piękne widowisko na niebie, może okazać się niebezpieczne dla ludzi - jeśli uprzednio się przed nim nie zabezpieczą. Skąd naukowcy wiedzą, kiedy do tego dojdzie?

Wystąpienie zorzy da się przewidzieć w oparciu o obserwacje koronalnych wyrzutów masy (CME) w kierunku Marsa. Jest to jednak dość skomplikowane z uwagi na to, że nie każdy taki wyrzut prowadzi do zorzy, a ponadto do zjawiska może dochodzić w różnych obszarach planety.

"Prognozowanie zorzy co do minuty jest niesamowicie trudne. Ale na Ziemi i na Marsie są różne wyzwania. Na Ziemi aurora jest ograniczona do konkretnego obszaru, ma względnie wąski kształt i jest wysoce zmienna. Możemy jednak sprawdzać nowe dane na Ziemi i dostosowywać nasze prognozy oraz następne obserwacje. Na Marsie nie mamy możliwości dostosowania naszego czasu obserwacji. Jest więc większy margines błędu" - wyjaśnia Elise Wright Knutsen z Uniwersytetu w Oslo, która na konferencji EPSC-DPS2025 (7-12 września) zaprezentuje drugie w historii zdjęcie zorzy na Marsie.

Zdjęcie to wykonano w trakcie 8 prób między majem 2023 a sierpniem 2024. "Dwa spośród namierzonych burz słonecznych doprowadziły do udanej identyfikacji zielonej zorzy na Marsie przez instrumenty SuperCam i Mastcam-Z na pokładzie łazika Mars 2020 Perseverance" - czytamy w oświadczeniu Knutsen i pozostałych badaczy występujących na konferencji.

Źródła:

• Elise W. Knutsen et al., Detection of visible-wavelength aurora on Mars. Sci. Adv. 11, eads1563 (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ads1563
• Elise W. Knutsen et al., Green-line aurora detection attempts from the surface of Mars, EPSC Abstracts Vol. 18, EPSC-DPS2025-1314 (2025). DOI: 10.5194/epsc-dps2025-1314