Takie zorze jako pierwszy w historii dostrzegł w marcu 2024 roku łazik Perseverance. Były to pierwsze w historii zorze widziane z powierzchni innej planety niż Ziemia. To wyjątkowe zjawisko pojawiło się na niebie Marsa po potężnej burzy słonecznej, która wywołała jeden z najsilniejszych rozbłysków słonecznych obecnego cyklu.
Nie zmienia to faktu, że zjawisko zorzy polarnej na Marsie różni się znacząco od tego, które znamy z Ziemi. Nasza planeta jest chroniona przez globalne pole magnetyczne, które kieruje naładowane cząstki słoneczne w okolice biegunów, gdzie zderzają się one z atmosferą, tworząc charakterystyczne zielone łuny. Mars nie posiada jednak pola magnetycznego, przez co jego zorze, a zwłaszcza tzw. zorze SEP (ang. solar energetic particle aurorae), powstają w wyniku bezpośredniego uderzania wysokoenergetycznych cząstek słonecznych w rzadką atmosferę planety, rozświetlając całe niebo subtelną poświatą.
Czytaj także: Sonda MAVEN nagrała zorzę polarną na Marsie. Tego jeszcze nie widzieliście
Choć takie zorze obserwowano wcześniej w świetle ultrafioletowym za pomocą orbitera MAVEN, to nigdy wcześniej nie udało się ich uchwycić w świetle widzialnym z powierzchni Czerwonej Planety. Wszystko zmieniło się 15 marca 2024 roku, kiedy Słońce wyemitowało potężny rozbłysk oraz koronalny wyrzut masy (CME) — wyrzucając obłok naładowanych cząstek, które rozpoczęły podróż po całym Układzie Słonecznym.
Burza słoneczna została wykryta przez biuro NASA Moon to Mars Space Weather Analysis Office oraz Community Coordinated Modeling Center (CCMC) w ośrodku Goddarda. Dzięki zaawansowanym modelom numerycznym naukowcy byli w stanie przewidzieć, że CME uderzy w Marsa w ciągu kilku dni. Odpowiednio wcześnie wysłano alert do zespołów naukowych pracujących przy marsjańskich misjach.
Informację o potencjalnych zorzach najpierw odebrali naukowcy z zespołu misji orbitera MAVEN, a następnie także badacze pracujący na danych z łazika Perseverance.
Aby zwiększyć szanse na sukces, naukowcy opracowali symulacje, które pozwoliły ustalić optymalne ustawienia spektrometru SuperCam oraz kamery Mastcam-Z zainstalowanych na pokładzie łazika. Warunkiem koniecznym była jednak odpowiednio silna burza słoneczna — tylko wtedy zorza mogła być wystarczająco jasna, by dało się ją dostrzec z powierzchni planety.
Kilka dni później CME rzeczywiście dotarł do Marsa. Perseverance uchwycił zorzę o długości fali 557,7 nanometra — dokładnie tej samej zielonej barwy, która pojawia się w ziemskich zorzach polarnych. Aby potwierdzić źródło emisji, zespół sięgnął po dane z instrumentu SEP zainstalowanego na pokładzie sondy MAVEN oraz z misji Mars Express. Obie misje potwierdziły zwiększoną aktywność wysokoenergetycznych cząstek słonecznych w czasie obserwacji.
Czytaj także: Zorza na Marsie powstaje inaczej, niż sądzono. Efektowny pokaz świateł uwieczniony
To niezwykłe osiągnięcie było możliwe dzięki precyzyjnej koordynacji wielu zespołów badawczych i misji kosmicznych. Zdaniem naukowców, zorze SEP będą dostrzegalne gołym okiem dla przyszłych — ewentualnych — astronautów na powierzchni Marsa.
NASA podkreśla, że łączenie obserwacji z powierzchni i orbity to skuteczna strategia na rzecz lepszego zrozumienia marsjańskiej rzeczywistości. W miarę zbliżania się do szczytu cyklu słonecznego i planowania przyszłych misji załogowych wiedza o tym, jak burze słoneczne oddziałują na Marsa, będzie miała zasadnicze znaczenie dla bezpieczeństwa astronautów i powodzenia załogowych misji marsjańskich.