Die Raumsonde »Al-Amal« (zu Deutsch »Hoffnung«) der Vereinigten Arabischen Emirate hat die bisher detailliertesten Bilder so genannter diskreter Polarlichter auf dem Mars aufgenommen. Diese ultravioletten Emissionen entstehen, wenn Sonnenwinde auf Magnetfelder treffen, die in der Kruste des Mars stecken – ein globales Magnetfeld wie auf der Erde existiert dort jedoch nicht mehr. Beim Auftreffen der Sonnenwinde kollidieren jedenfalls geladene Teilchen mit dem Sauerstoff in der oberen Atmosphäre des Roten Planeten und bringen sie zum Leuchten. In der Illustration am Anfang dieses Artikel wurde diese Erscheinung künstlerisch dargestellt.

Die Sonde »Hoffnung«, die offiziell unter dem Namen »Emirates Mars Mission« firmiert, erreichte den Nachbarplaneten der Erde im Februar 2021 und ging offiziell am 23. Mai in Betrieb. Das 1,35 Tonnen schwere und 200 Millionen US-Dollar teure Gerät soll vor allem die Atmosphäre des Planeten untersuchen, nicht so sehr den Magnetismus. Die Bilder von den Polarlichtern entstanden also quasi nebenbei. »Sie zu sehen, war einfach ein Geschenk«, sagt Hessa Al Matroushi, die wissenschaftliche Leiterin der Marsmission am Mohammed Bin Rashid Space Centre in Dubai.

Marsforscher hatten zuvor schon Leuchterscheinungen auf dem Mars entdeckt, etwa »diffuse« Polarlichter während Sonnenstürmen. Sie leuchten, wie der Name beschreibt, in einem Bereich ohne eine klare Form anzunehmen. Diskrete Polarlichter hingegen zeichnen sich als Wellen, Bögen oder Bänder ab. Auf dem Mars haben Astronomen auch »Protonen«-Polarlichter dokumentiert, die in großen Höhen entstehen, wenn Protonen des Sonnenwinds Elektronen aus Atomen reißen und Wasserstoff bilden. Die jetzt beobachteten Polarlichter scheinen den Mustern des Magnetismus in der Marskruste zu entsprechen. Das deutet darauf hin, dass der Planet einst ein globales Magnetfeld ähnlich dem der Erde besaß. Astronomen nehmen an, dass dessen Muster vor Milliarden von Jahren förmlich eingefroren wurden, als Lava auf der Oberfläche unter Einfluss des damals bestehenden Magnetfelds erstarrte.

Die vom Orbiter »Hoffnung« beobachteten Emissionen hatte erstmals 2004 die Sonde »Mars Express« der Europäischen Weltraumorganisation ESA detektiert. Auch die NASA-Sonde Maven, die sich seit 2014 beim Planeten befindet, hat schon Aufnahmen gemacht. Doch »Hoffnung« habe nun »spektakuläre Bilder« geliefert, sagt Nick Schneider, Planetenforscher an der University of Colorado Boulder und Mitglied des Maven-Projekts. »Durch meine bisherige Arbeit erkannte ich sofort, wie die Polarlichter die Konturen der Magnetfeldreste nachzeichnen. Diese Bilder zeigen ganz klar, dass der Mars sein globales Magnetfeld verloren hat, was vermutlich auch für das Verschwinden seiner einst mächtigen Atmosphäre sorgte.«

Laut Al Matroushi plant ihr Team, auch eine auf den Beobachtungen basierende Studie zu veröffentlichen.