Verlorene Nasa-Sonde Maven löst Rätsel: So entstehen die Polarlichter auf dem Mars

Ein unerwartetes Phänomen auf dem roten Planeten

Lange Zeit galt die Entstehung von Polarlichtern auf dem Mars als wissenschaftliches Rätsel. Während auf der Erde ein globales Magnetfeld für die beeindruckenden Lichtspiele am Himmel sorgt, besitzt der Mars seit etwa vier Milliarden Jahren kein solches Schutzschild mehr. Dennoch dokumentierte die Nasa-Sonde Maven in der Vergangenheit mehrfach Polarlichter auf dem Planeten. Ein Forschungsteam der University of California in Berkeley konnte nun anhand historischer Archivdaten der Sonde nachweisen, dass diese Lichter nach einem Prinzip entstehen, das dem irdischen Prozess verblüffend ähnlich ist.

Der Dungey-Zyklus im Miniaturformat

Im Zentrum der Untersuchung steht der sogenannte Dungey-Zyklus. Dieser beschreibt den Fluss geladener Teilchen und die magnetische Rekonnexion – einen Prozess, bei dem sich Magnetfeldlinien aufbrechen und neu verbinden. Bisher gingen Experten davon aus, dass dieser Vorgang zwingend ein globales Magnetfeld voraussetzt.

Der Mars bietet jedoch eine Besonderheit: Über seine Oberfläche verteilt finden sich stark magnetisierte Abschnitte in der Kruste. Diese sind Überbleibsel einstiger vulkanischer Aktivität und wirken wie kleine, lokale magnetische Schirme. Die aktuelle Studie zeigt, dass genau an diesen Stellen eine Miniaturversion des Dungey-Zyklus stattfindet. Wenn der Sonnenwind auf diese lokalen Magnetosphären trifft, koppeln sich die solaren Magnetfelder direkt an die Krustenmagnetfelder an. Dieser dynamische Prozess beschleunigt geladene Teilchen in die obere Atmosphäre, wo sie durch Kollisionen mit Gasen die beobachteten Polarlichter erzeugen.

Herausforderung für die Instrumente

Die Entschlüsselung dieses Mechanismus erforderte eine enorme wissenschaftliche Präzision. Da die Sensoren der Maven-Sonde, insbesondere das „Suprathermal and Thermal Ion Composition Instrument“ (STATIC), ursprünglich nicht für derart kleinräumige Messungen konzipiert waren, mussten die Forscher die Instrumente an ihre absoluten Leistungsgrenzen bringen. Die Auswertung dieser Daten lieferte schließlich das entscheidende Puzzlestück, um zu verstehen, wie sich die physikalischen Grundregeln auf unterschiedlichen Größenskalen manifestieren.

Bedeutung für zukünftige Marsmissionen

Die Erkenntnisse haben weit über die reine Grundlagenforschung hinaus eine hohe praktische Relevanz. Ein präzises Verständnis des marsianischen Weltraumwetters ist für die Planung künftiger Expeditionen unerlässlich. Um sowohl robotische als auch bemannte Missionen effektiv vor schädlicher solarer Strahlung zu schützen, müssen Ingenieure und Planer wissen, wie die Atmosphäre und die lokalen Magnetfelder auf den Sonnenwind reagieren.

Die Grenzen der Datenauswertung

Der wissenschaftliche Erfolg ist jedoch mit einer technologischen Zäsur verbunden. Seit Dezember 2025 ist der Kontakt zur Sonde Maven abgebrochen. Da das Gerät im All nicht mehr funktionsfähig ist, sind Forscher für ihre Analysen nun vollständig auf die vorhandenen Archivdaten angewiesen. Zwar bieten diese Datensätze noch Potenzial für weitere Entdeckungen, doch die Möglichkeit, neue Fragen durch gezielte Messungen direkt vor Ort zu klären, ist mit dem Ausfall der Hardware verloren gegangen. Dieser Umstand unterstreicht die Fragilität der extraterrestrischen Forschung, bei der die wissenschaftliche Neugier oft direkt an die Lebensdauer der eingesetzten Technik gebunden ist.