Polarlichter leuchten nicht nur auf der Erde. Dieses Phänomen ist von Raumsonden auch oberhalb der Atmosphären von Merkur, Saturn, Jupiter und einigen Jupitermonden beobachtet worden. Und sogar auf dem Mars ist die Existenz von Aurorae nun nachgewiesen worden, obwohl der Rote Planet über kein ausgeprägtes, zusammenhängendes Magnetfeld verfügt, so wie die Erde. Zudem besitzt unser Nachbarplanet nur eine dünne Atmosphäre. Allerdings strahlten alle bisher beobachten Polarlichter im ultravioletten Bereich. Das änderte sich im vergangenen Jahr.
Polarlichter entstehen, wenn geladene Teilchen von der Sonne – der Sonnenwind – mit dem Magnetfeld eines Planeten interagieren. Auf der Erde wird dieses Magnetfeld vom rotierenden Erdkern erzeugt, der wie ein Dynamo wirkt. Der Mars hingegen hat seinen Dynamo (und damit auch seine Ozeane und seine Atmosphäre) vor etwa vier Milliarden Jahren verloren. Dennoch ist eine gewisse Restmagnetisierung in seinem südlichen Hochland erhalten, und eine leitfähige Ionosphäre beeinflusst die Form des nahen interplanetaren Magnetfelds. Zusammen verleihen diese beiden Phänomene dem Mars eine Magnetosphäre. Diese ist allerdings zu schwach, um die Marsoberfläche vor kosmischer Strahlung zu schützen, aber offenkundig stark genug, um ein Polarlicht zu erzeugen.
Lange war unklar, ob es überhaupt so etwas wie Polarlichter auf dem Mars geben kann. Tatsächlich hatten Raumsonden in der Vergangenheit verschiedene Arten von Polarlichtern auf dem Mars identifiziert. Die Wellenlängen des beobachteten Leuchtens lagen alle im ultravioletten Wellenlängenbereich. Im Frühjahr vergangenen Jahres, am Höhepunkt des aktuellen Sonnenzyklus, gab es auf der Sonne eine Sonneneruption, bei der große Mengen an energiereichen Teilchen ins All geschleudert wurden. Die Sonnenaktivität führte zu Polarlichtern im gesamten Sonnensystem, auch auf dem Mars.
Dort wurden sie von zwei Kameras des Marsrovers entdeckt, der die Oberfläche des Roten Planeten seit Februar 2021 erkundet. Dabei schrieb Perseverance auch Geschichte: Es war das erste Mal, dass Aurorae von der Oberfläche eines anderen Planeten aus beobachtet wurden.
Das im sichtbaren Licht aufgenommene Bild, das während eines Sonnensturms am 18. März 2024 entstand, ist nicht so detailliert und farbenfroh wie die hochauflösenden Fotos von grünen Strudeln, blauen Schatten und rosafarbenen Wirbeln, die Aurora-Liebhabern auf der Erde vertraut sind. Dennoch zeigt es den Marshimmel mit einer deutlich grünlichen Färbung.
Für die Beobachtung war viel Vorarbeit notwendig. Das Team um Elise W. Knutsen modellierte, ob und wann größere Sonnenausbrüche auch den Mars erreichen würden. Nachdem der Zeitpunkt klar gewesen war, wurden die Kameras in den Marshimmel gerichtet, wo der Schnappschuss gelang.
Dass bislang keiner der Mars-Rover Polarlichter im sichtbaren Licht beobachtet hat, hat für die Forscher mehrere Gründe. Die Instrumente der Roboter sind in der Regel für die Beobachtung während der hellen Marstage ausgelegt und nicht für die Erkennung schwacher Emissionen während der Nacht. Zweitens konzentrieren sich die Rover-Missionen in erster Linie auf die Geologie, nicht auf die Astronomie.
