Global värme orsakad av satelliter och rymdskräp

Den här artikeln publicerades ursprungligen i samtalet. Publikationen bidrog med artikeln till ProfoundSpace.orgs Expert Voices: Op-Ed & Insights.

Att förstå en Aurora första hand är en otroligt inspirerande upplevelse. Den norra skönheten i norra eller södra belysningen tar den offentliga fantasi till skillnad från alla andra aspekter av rymdväder. Men auroror är inte unika för jorden och kan ses på flera andra planeter i vårt solsystem.

En aurora är det imponerande slutresultatet av en serie händelser som börjar i solen. Solen sänder ständigt en ström av laddade partiklar som kallas solvind i djupet av solsystemet. När dessa partiklar når en planet, som jord, interagerar de med magnetfältet som omger det (magnetosfären), komprimerar fältet till en tårform och överför energi till den.

På grund av hur linjerna i ett magnetfält kan förändras kan de laddade partiklarna inuti magnetosfären accelereras till den övre atmosfären. Här kolliderar de med molekyler som kväve och syre, vilket ger energi i form av ljus. Detta skapar ett färgband som kan ses över himlen nära planetens magnetiska norra och södra poler - det här är Aurora.

Gas jätte auroras

Med hjälp av mätningar från rymdfarkoster, såsom Cassini, eller bilder från teleskop, såsom rymdteleskopet Hubble, har rymdfysiker kunnat verifiera att några av våra närmaste grannar har sina egna auroror. Forskare gör detta genom att studera den elektromagnetiska strålningen som tas emot från planeterna, och vissa våglängdsutsläpp är goda indikatorer på närvaron av auroror.

Var och en av gasjättarna (Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptun) har ett starkt magnetfält, en tät atmosfär och som ett resultat dess egen aurora. Den exakta naturen hos dessa auroror skiljer sig något från jordens, eftersom deras atmosfärer och magnetosphererna är olika. Färgerna beror exempelvis på gaserna i planetens atmosfär. Men den grundläggande tanken bakom aurorerna är densamma.

Till exempel påverkar flera av Jupiters månar, inklusive Io, Ganymede och Europa, den blåa auroren som skapas av solvinden. Io, som är bara lite större än vår egen måne, är vulkanisk och spyder ut stora mängder laddade partiklar i Jupiters magnetosfär, som producerar stora elektriska strömmar och ljusa ultravioletta (UV) auror.

På Saturnus finns de starkaste aurorerna i UV-spektrumet och infraröda band i färgspektrumet och det skulle inte vara synligt för det mänskliga ögat. Men svagare (och sällsynta) rosa och lila auroror har också upptäckts.

Kvicksilver har också en magnetosfär och så kan vi också förvänta oss Aurora där. Tyvärr är kvicksilver för liten och för nära solen för att den ska behålla en atmosfär, vilket innebär att planeten inte har några molekyler för solens vind att excitera och det betyder ingen auroror.

De oväntade aurorerna

På Venus och Mars är historien annorlunda. Medan ingen av dessa planeter har ett storskaligt magnetfält, har båda en atmosfär. Eftersom solvinden interagerar med venusianjonosfären (atmosfärskiktet med de mest laddade partiklarna) skapar eller skapar det faktiskt ett magnetfält. Med hjälp av data från Venus Express rymdfarkoster fann forskare att detta magnetfält sträcker sig bort från solen och bildar en "magnetotail" som omdirigerar accelererade partiklar i atmosfären och bildar en aurora.

Mars atmosfär är för tunn för att en liknande process ska uppstå där, men den har fortfarande aurora skapad av lokaliserade magnetfält inbäddade i jordens jordskorpa. Dessa är rester av ett mycket större, globalt magnetfält som försvann när planetens kärna avkyldes. Samspelet mellan solvind och martens atmosfär genererar "diskreta" auroror som är begränsade till områdena korsfält.

En ny upptäckt av MAV-uppdraget visade att Mars också har mycket större auroror spridda över norra halvklotet, och förmodligen hela planeten. Denna "diffusa" aurora är resultatet av solenergiska partiklar som regnar in i martens atmosfär, i stället för partiklar från solvinden som interagerar med ett magnetfält.

Om en astronaut skulle stå på Mars, skulle de fortfarande kunna se en Aurora men det skulle troligen vara ganska svagt och blått och, till skillnad från på jorden, inte nödvändigtvis nära planetens poler.

De flesta planeter utanför vårt solsystem är för svaga jämfört med deras förälderstjärna för att se om de har auroror. Men forskare upptäckte nyligen en brun dvärg (ett objekt större än en planet men inte tillräckligt stor för att brinna som en stjärna) 18 ljusår från jorden som tros ha en ljus röd aurora. Detta ökar möjligheten att upptäcka andra exoplaneter med atmosfärer och magnetfält som har sina egna auroror.

Sådana upptäckter är spännande och vackra, men de är också vetenskapligt användbara. Undersökande av auroras ger vetenskapsmän tantalizing ledtrådar om en planetens magnetiska och partikelmiljö och kan ytterligare förstå hur laddade partiklar och magnetfält interagerar. Detta kan till och med låsa upp svaren på andra fysikproblem, som kärnfusion.

Nathan Case, seniorforskare i rymd- och planetfysik, Lancaster University

Den här artikeln publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs den ursprungliga artikeln. Följ alla expertfrågor och debatter - och bli en del av diskussionen - på Facebook, Twitter och Google +. Synpunkterna är de som författaren har och speglar inte nödvändigtvis utgivarens synpunkter. Den här versionen av artikeln publicerades ursprungligen på ProfoundSpace.org.