Mars

Mars leuchtet grün – Forscher kennen das Phänomen bisher nur von der Erde

Die Atmosphäre des Mars leuchtet grün. Forscher haben das lange vermutet, aber das Phänomen jetzt erst entdeckt. Auch auf der Erde gibt es das Phänomen namens Airglow. Was dahinter steckt.

  • Der Mars-Rover TGO der Esa hat ein grünes Leuchten in der Atmosphäre des Mars* entdeckt
  • Seit 40 Jahren wird dieses Phänomen für den Mars vorhergesagt - erst jetzt wurde es gesichtet
  • Auch auf der Erde kennt man dieses Phänomen

Es gibt - neben der Erde - wohl kaum einen Planeten, der so sehr mit einer Farbe verbunden wird, wie der Mars. Der „rote Planet“ wird er gerne genannt, bereits mit bloßem Auge kann man am Nachthimmel seinen rötlichen Schimmer erahnen und Bilder, die Raumsonden und Mars-Rover zur Erde geschickt haben, zeigen eindeutig: Die Oberfläche des Planeten Mars* ist tatsächlich rot.

Mars-Orbiter entdeckt grünes Leuchten in der Atmosphäre des roten Planeten

Nun hat jedoch der europäische Mars-Orbiter TGO („Trace Gas Orbiter“) eine bisher nicht unbedingt mit dem Mars in Verbindung gebrachte Farbe entdeckt: Grün. TGO umkreist den Mars und hat dabei in der Atmosphäre des roten Planeten ein grünes Leuchten ausgemacht - Sauerstoff. Das Phänomen des grün leuchtenden Sauerstoffs um einen Planeten hat man bisher erst bei einem Planeten gesehen: der Erde. Das Phänomen heißt hier Airglow oder Nachthimmellicht. Forscher hatten bereits vermutet, dass es auch um den Mars den grün leuchtenden Sauerstoff geben könnte.

Der Esa-Orbiter TGO hat ein grünes Leuchten in der Atmosphäre des Mars entdeckt. (Künstlerische Darstellung)

„Eine der hellsten Emissionen, die man auf der Erde sieht, stammt vom Airglow oder spezieller: Von Sauerstoffatomen, die Licht in einer speziellen Wellenlänge abgeben“, erklärt Jean-Claude Gérard (Université de Liège in Belgien), der Hauptautor der Studie zum Thema, die im Fachblatt „Nature Astronomy“ veröffentlicht wurde, in einem Statement. „Seit 40 Jahren wird jedoch vorhergesagt, dass es das auch auf dem Mars gibt - und dank TGO haben wir sie gefunden“, so Gérard weiter.

Grünes Leuchten auf dem Mars und der Erde: Sauerstoff interagiert

Auf der Erde entsteht das grüne Leuchten unter anderem, wenn energiegeladene Teilchen aus dem Weltall die obere Erdatmosphäre treffen - Polarlicht entsteht. Allerdings glühen die Atmosphären von Planeten wie Erde und Mars bei Tag und Nacht, weil die Sonne mit den Atomen und Molekülen in der Atmosphäre interagiert.

Auf der Erde ist das grüne Glühen sehr schwach und am besten aus der Perspektive von Astronauten zu sehen. Auf Bildern, die von der Internationalen Raumstation ISS aus aufgenommen werden, kann man das grüne Leuchten rund um die Erde häufig sehen.

Die Mars-Atmosphäre leuchtet grün - Kamera blickte direkt nach unten

In der Mars-Atmosphäre wurde das grüne Leuchten dank eines speziellen Beobachtungsmodus des Trace Gas Orbiters entdeckt. Dazu wurde die Kamera direkt nach unten auf den Mars gerichtet - und hatte so eine sehr ähnliche Perspektive, wie sie die Astronauten auf der ISS in Richtung Erde haben.

Zwischen dem 24. April und 1. Dezember 2019 haben Forscher die Atmosphäre des Mars in einer Höhe von 20 bis 400 Kilometer zwei Mal mit dem Orbiter gescannt und anschließend die Daten analysiert. Der grüne Lichtschein war in allen Aufnahmen zu sehen, berichtet die europäische Raumfahrtorganisation Esa in einer Mitteilung.

Grünes Leuchten auf dem Mars in einer Höhe von 80 Kilometern

„Die Emission war in einer Höhe von etwa 80 Kilometer am stärksten“, erklärt Co-Autorin Ann Carine Vandaele (Institut Royal d'Aéronomie Spatiale de Belgique in Belgien). Das Leuchten habe variiert in Abhängigkeit von der sich verändernden Distanz zwischen Mars und der Sonne. Doch woher stammt der Sauerstoff auf dem Mars*? Auch das haben die Forscher herausgefunden: Bei der Emission handele es sich um CO2, das in seine Einzelteile zerbrochen sei: Kohlenmonoxid und Sauerstoff, so Studienleiter Gérard. „Wir haben gesehen, wie die Sauerstoff-Atome in sichtbarem und ultraviolettem Licht leuchten“.

Auch in der Erdatmosphäre gibt es das grüne Leuchten - wenn man die richtige Beobachtungsperspektive hat. Dieses Bild wurde von Astronauten auf der ISS aufgenommen.

Die Beobachtungen rund um den Mars passen nach Angaben von Gérard zu den theoretischen Modellen, aber nicht zum tatsächlich beobachteten Leuchten rund um die Erde, das deutlich schwächer ist. „Das bedeutet, dass wir mehr lernen müssen, wie sich Sauerstoffatome verhalten“, erklärt Gérard. Das sei sehr wichtig für das Verständnis von atomarer und Quantenphysik.

Erforschung des Mars: 2020 brechen drei Missionen zum roten Planeten auf

Die Erforschung des Mars ist nicht nur wissenschaftlich interessant, sondern auch eine Unterstützung für die unbemannten Missionen, die den Mars erforschen. Beispielsweise hat die Dichte der Atmosphäre direkte Auswirkungen auf Orbiter und die Fallschirme, die Raumsonden nutzen, um die Mars-Oberfläche zu erreichen.

Der Mars birgt zahlreiche Geheimnisse*, die Forscher lüften wollen. Im Juli und August 2020 öffnet sich für einige Wochen ein Zeitfenster, in dem der Mars von der Erde aus besonders gut zu erreichen ist. Gleich drei Raumsonden sollen in diesem Zeitraum zum Mars aufbrechen*:

Die europäisch-russische Mars-Mission „ExoMars“ mit dem Rover „Rosalind Franklin“ wurde dagegen auf das Jahr 2022 verschoben - dann stehen Mars und Erde wieder günstig zueinander.

Planet:Mars
Durchmesser:ca. 6800 Kilometer
Radius:ca. 3390 Kilometer
Oberfläche:144.800.000 Quadratkilometer
Tageslänge:1 Tag und 37 Minuten
Umlaufzeit um die Sonne:687 Tage
Monde:Phobos, Deimos
Temperaturen:minimal -153°C, mittel -63°C, maximal +20°C

Von Tanja Banner

*fr.de ist Teil der bundesweiten Ippen-Digital-Zentralredaktion.

Rubriklistenbild: © Esa

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