23.07.21: Til alle tider har mennesker, spesielt på lavere breddegrader, undret seg over et diffust lys på himmelen i skumringstiden morgen og kveld. I våre dager vet vi at dette såkalte zodiakallyset – dyrekretslyset – skyldes støvpartikler i verdensrommet. Men hvor kommer dette støvet fra? Det opplagte svaret som de fleste har regnet som fasit, er at støvet skyldes kollisjoner mellom objekter i asteroidebeltet, men overraskende målinger gjort med Jupiter-sonden Juno viser nå at støvet trolig kommer fra Mars!

av Knut Jørgen Røed Ødegaard

Zodiakallys over radioteleskopene på Mauna Kea, Hawaii, USA
Foto: Wikipedia/ Steven H. Keys 

På helt klare netter, og spesielt fra sydligere områder enn vårt land, kan man se et merkelig og diffust lys på nattehimmelen en stund før soloppgang og etter solnedgang. Fenomenet kalles zodiakallys, eller dyrekretslys, siden det følger ekliptikken – banen Solen og planetene tilsynelatende følger over himmelen. Lysfenomenet strekker seg fra Solens retning (under horisonten) og skyldes sollys som spres av interplanetarisk støv i vårt solsystem.

Det er lettest å se zodiakallyset i den siste delen av skumringen etter solnedgang på våren og før soloppgang på høsten når dyrekretsen har en bratt vinkel i forhold til horisonten. Men lyset er så svakt og diffust at månelys eller lysforurensning lett gjør det usynlig. Dersom himmelen er helt mørk, kan gløden fra zodiakallyset være synlig langs hele dyrekretsen og dermed følge hele den synlige delen av ekliptikken. I virkeligheten omgir zodiakallyset Jorden på alle kanter og gir det største bidraget til det naturlige bakgrunnslyset på en klar og måneløs nattehimmel.

Støvet i Solsystemet danner en tykk, pannekakeformet sky – zodiakalskyen – som består av 10–300 mikrometerstore støvpartikler med partikkelmasse fra et nanogram til noen titalls mikrogram.

Etter solnedgang på Paranal-observatoriet i Chile dukker både et vakkert zodiakallys og Melkeveien frem.
Foto: ESO/B. Tafreshi (twanight.org)

Hva er kilden?

Opphavet til støvpartiklene har lenge vært en gåte, men mange har tenkt at støvet kan komme fra halen til kometer, spesielt fra fragmenteringer av Jupiter-kometer som er nesten helt inaktive, eller fra kollisjoner mellom asteroider i asteroidebeltet. Alle disse forklaringene har imidlertid hatt store utfordringer.

Det har aldri blitt sendt ut noe instrument beregnet på å undersøke partiklene i zodiakallyset, og de instrumentene som har blitt sendt ut på sonder som har passert de aktuelle delene av Solsystemet har hatt for liten åpning til å kunne fange et stort nok antall av de større partiklene. De spredte partiklene som har blitt funnet har ikke kunnet gi nøyaktig informasjon om fordeling og opphav.

Til tross for den store avstanden fra Solen, var Juno-sonden som ble sendt opp i august 2011 for å reise til kjempeplaneten Jupiter og undersøke blant annet dens indre, utstyrt med solcellepaneler og ikke radioaktive stoffer som energikilde. Dermed måtte solcellepanelene vært svært store, hele 60 m², for å gi nok energi. Dette hadde imidlertid også en annen, uventet og svært interessant konsekvens!

Kunstnerisk fremstilling av romsonden Juno i bane rundt Jupiter.
Illustrasjon: NASA

På vei til Jupiter, der den kom frem i juli 2016, observerte et av sondens kamera stadig lyssterke objekter helt nær sonden. Det viste seg snart at dette var avskallinger fra solcellepanelene som ble truffet av partikler opptil 200 ganger i døgnet! Dermed viste det seg at Junos superstore solcellepaneler var et fantastisk instrument for å kartlegge støvpartiklene som forårsaker zodiakallyset!

Detaljert bilde av zodiakallyset som krysser melkeveibåndet over ESOs La Silla-observatorium i Chile.
Foto: ESO/P. Horálek

Mars og ikke asteroider

Da Juno passerte gjennom asteroidebeltet på vei mot Jupiter, sank partikkeltettheten kraftig og var tidvis null, noe som betydde at asteroidene ikke kunne være kilden, men i stedet – og svært overraskende! – Den røde planet Mars!

Baneelementene til støvpartiklene stemmer ganske godt med banen til Mars. Men selv om Mars er det mest støvete objektet i Solsystemet med stadige støvstormer (les om den hittil siste globale støvstormen), til og med stormer som innhyller hele planeten, hvordan kan støvpartiklene overvinne tyngdekreftene til Mars, nå unnslipningshastigheten (ca. 5 km/s) og forsvinne ut i verdensrommet?

Bilde av Mars tatt med romteleskopet Hubble i oktober 2005. I nord ser vi kalde skyer, i sør en liten polkalott og ellers kan vi se både atmosfæren og antydning til støvstormer.
Foto: NASA, ESA, The Hubble Heritage Team (STScI/AURA), J. Bell (Cornell University) and M. Wolff (Space Science Institute)

Hvordan Mars mister atmosfære.

Under støvstormer kan marsstøv noen ganger bli løftet til svært store høyder – såkalt rakettstøv. Selv om dette støvet farer oppover 100 ganger fortere enn under vanlige støvstormer og når helt opp til 30–50 km høyde over bakken, finnes det foreløpig ingen forklaring på hvordan støvet kan fortsette videre oppover, akselerere til over 5 km/s (18 000 km/t) og dermed forlate Mars. Løsningen på et stort mysterium har åpenbart skapt et nytt mysterium!

NASA-film om oppdagelsen
Film: NASA

Her kreves en god del mer forskningsinnsats, men nå vet i det minste forskerne hvor de må sette inn støtet. I stedet for å undersøke hvordan asteroider kan kollidere og lage svært små støvpartikler, må de finne ut hvordan store mengder støv kan forlate en planet som Mars.

Støvvirvler observert på Mars av NASAs Curiosity-rover.
Film: NASA/JPL-Caltech/TAMU

Støvvirvler forekommer også her på Jorden, slik som denne filmen fra mai 2021 viser.

Bildet er tatt av Hubbleteleskopet og viser en voldsom støvstorm på Mars i 2001 hvor hele planeten var innhyllet i en global storm (høyre bilde).
Foto: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!

MER INFORMASJON

spaceweather.com: ZODIACAL LIGHT COMES FROM MARS

Forskningsrapport i JGR Planets

astroevents.no: Flare saker om Mars

astroevents.no: Alt om Juno-prosjektet