Mars' magnetfelt

DTU Space forsker i Mars' magnetfelt og har udviklet et magnetometer, der skal med ombord på den europæiske mission ExoMars. Studier af magnetfeltet resulterer i ny viden både om Mars' indre og om dens atmosfære.

Instituttets forskere bruger blandt andet målinger af magnetfeltet til at lede efter vand og is i Mars' undergrund. Og de studerer, hvordan solvinden vekselvirker med toppen af atmosfæren for at finde ud af, om denne vekselvirkning har ført til, at Mars’ atmosfære er forsvundet. 

Forskningen er indtil videre baseret på magnetiske målinger fra forskellige internationale satellitmissioner som for eksempel Mars Global Surveyor. I 2015 får DTU Space dog sit eget magnetometer på overfladen af Mars. Forskerne har nemlig udviklet et magnetometer, som skal med på den europæiske mission ExoMars, og det bliver det første magnetometer nogensinde, der lander på Mars. 

Fakta om Mars' magnetfelt

Mars har, i modsætning til Jorden, ikke nogen intern dynamo, der skaber et stort globalt magnetfelt. Dette betyder dog ikke, at Mars ikke har nogen magnetosfære, blot at den er mindre omfattende end Jordens.

Mars' magnetosfære er meget mere simpel og mindre omfattende end Jordens. En magnetosfære er en slags skjold, der forhindrer elektrisk ladede partikler i at nå ned til planeten. Da de partikler, der bliver båret af solvinden ud gennem solsystemet, typisk er elektrisk ladede, virker en magnetosfæren som et skjold mod solvinden.

Solvinden bærer, ud over partikler, magnetfeltslinier fra Solen med sig. Da magnetfeltslinier ikke kan gå gennem et elektrisk ledende objekt (som fx. Mars), bliver de draperet rundt om planeten, og kommer på den måde til at skabe en magnetosfære rundt om planeten, selv om planeten ikke nødvendigvis har noget globalt magnetfelt. 



Den ydre grænse af en planets magnetfelt hedder "bow shock", eller direkte oversat "bov chock". Bow shocks svarer til den grænse af vand, der opstår foran boven på en båd, og de forekommer ved alle planeter.

Bagved bow shock’et ses MPB (Magnetic Pileup Boundary), som er grænsen til et område, hvor elektriske partikler bliver oplagret, og hvor magnetfeltet derfor er meget kraftigt. Under MPB’en ligger ionospausen eller PEB (Photo-Electron Boundary),  som er grænsen, der skiller de partikler, der kommer fra planeten fra de partikler, der kommer fra solvinden.

Ionospausen på Mars er ikke helt det samme som ionospausen på Jorden, og der er derfor ikke helt enighed om, hvilken betegnelse der bruges, men forsimplet kan det fortolkes som grænsen til planetens atmosfære.

Selv om Mars i dag ikke har nogen intern dynamo, der skaber et stort globalt felt som på Jorden, så er der fundet tegn på, at den har haft det. Dette er observeret hovedsageligt af den amerikanske satellit mission MGS (Mars Global Surveyor), der fra 1997 frem til 2006 målte Mars' magnetfelt med et lille magnetometer i 100-400 km højde over planetens overflade. Disse målinger viste at områder af Mars' skorpe er kraftigt magnetiserede, endnu kraftigere end hvad vi har målt i Jordens skorpe.

Disse skorpefelter på Mars giver anledning til små lokale minimagnetosfærer, dvs små områder hvor magnetfelts linier lokalt beskytter overfladen fra elektrisk ladede partikler. Minimagnetosfærerne opstår, når en feltlinie er forbundet til to forskellige lokationer på Mars' overflade og derved danner en slags bobbel. Mellem disse "bobler" kan feltlinier være forbundet til planeten i den ene ende og det interplanetare magnetiske felt (IMF) i den anden ende.

Hvis disse minimagnetosfærer er kraftige nok og strækker sig langt nok væk fra planetens overflade, kan de komme op og forstyrre grænserne i Mars' globale magnetfelt og påvirke vekselvirkningen mellem solvinden og atmosfæren, og måske hjælpe med til at beskytte den resterende del af Mars' svage atmosfære.