Toen komeet C/2013 A1 (Siding Spring) net 140 passeerde, 000 kilometer van Mars op 19 oktober 2014, het afzetten van een grote hoeveelheid puin in de atmosfeer van Mars, ruimteagentschappen coördineerden meerdere ruimtevaartuigen om getuige te zijn van de grootste meteorenregen in de geregistreerde geschiedenis. Het was een zeldzame kans, aangezien dit soort planetaire gebeurtenissen slechts eens in de 100 voorkomen, 000 jaar. Echter, wetenschappers die de gegevens analyseren, hebben ontdekt dat een zeer krachtige Coronal Mass Ejection (CME) gelanceerd door de zon ook 44 uur voor de komeet op Mars arriveerde, het veroorzaken van significante verstoringen in de bovenste atmosfeer van Mars en het compliceren van de analyse van de gegevens. Resultaten die de gecombineerde effecten van de komeet en de CME in de atmosfeer van Mars beschrijven, worden gepresenteerd tijdens een speciale sessie op het European Planetary Science Congress (EPSC) 2017 in Riga op donderdag, 21 sept.

Dr Beatriz Sánchez-Cano, van de Universiteit van Leicester en medeorganisator van de sessie, legt uit:"Komeet Siding Spring vloog heel dicht bij Mars, op een derde van de afstand aarde-maan. Dit is een van de meest opwindende planetaire gebeurtenissen die we in ons leven zullen zien. Mars werd letterlijk verzwolgen door de coma, de buitenste atmosfeer van de komeet, voor enkele uren. Echter, een diepere analyse van de gegevens laat zien dat de interactie van de komeet met Mars veel moeilijker te begrijpen is dan we hadden verwacht vanwege de effecten van een CME die een paar uur eerder Mars trof. In aanvulling, de ontmoeting vond plaats op het hoogtepunt van het Marsstofseizoen. We moeten de volledige context van de waarnemingen begrijpen om de echte komeeteffecten op Mars te onderscheiden."

CME's treden op wanneer magnetische veldlijnen op het zichtbare oppervlak van de zon verstrikt raken en breken, het vrijgeven van grote hoeveelheden elektrisch geladen deeltjes in de ruimte. De pauze ervoor, tijdens en na de komeet Siding Spring was de ontmoeting met Mars een van de meest verstoorde perioden van de huidige zonnecyclus. De CME werd gelanceerd vanaf de grootste zonnevlekkengroep die in de afgelopen 24 jaar is waargenomen en er werden verschillende extra zonnevlammen gedetecteerd die rond deze tijd op Mars zouden hebben ingeslagen.

Sanchez-Cano heeft de interactie van de komeet met energetische deeltjes van de zon onderzocht, en de effecten van de CME en kometenontmoeting op de atmosfeer van Mars, met behulp van gegevens van ESA's Mars Express-missie, NASA's MAVEN en Mars Odyssey orbiters, en de Curiosity-rover op het oppervlak van Mars. Haar resultaten laten duidelijke tekenen zien van 'buien' van energetische zuurstofionen en stof vanaf het moment dat Mars in coma lag tot 35 uur na de dichtste nadering van de komeet. Deze ionen, waarschijnlijk van de komeet, werden tijdens de ontmoeting met de komeet versneld door de zeer actieve zonnewind en afgeleverd in de atmosfeer van Mars. Hierdoor ontstond een extra elektrisch geleidende laag (ionosfeer) op een lager niveau dan de gebruikelijke ionosfeer van de planeet. Geen van die deeltjes lijkt op het oppervlak van Mars te zijn aangekomen, zoals waargenomen door de Curiosity-rover, bevestigen dat ze werden opgenomen in de atmosfeer.

Prof Mats Holmström, van het Zweedse Instituut voor Ruimtefysica, die de eerste resultaten van de ontmoeting van het Mars Express ASPERA-3-instrument zal presenteren, zegt:"Onze gegevens en modellen laten zien dat de bovenste lagen van de atmosfeer van Mars werden verstoord door de passerende komeet. De neerslag van de komeet was voornamelijk water, hetzij in de vorm van neutrale moleculen of afgebroken tot ionen door interactie met licht. Echter, de resultaten van ASPERA-3 laten zien dat de hoeveelheid geïoniseerd water die in wisselwerking staat met de atmosfeer van Mars veel kleiner was dan verwacht, vergeleken met de hoeveelheid neutrale watermoleculen en de geladen deeltjes van de zonnewind. Dit betekent dat er minder ionen in wisselwerking stonden met de bovenste atmosfeer en meer watermoleculen op lagere diepten. We denken dat, vanwege de relatief grote omvang en activiteit van de komeet, het grootste deel van het geïoniseerde water werd meegevoerd door de zonnewind in plaats van naar beneden te vallen in de atmosfeer van Mars.

Matteo Crismani, van de Universiteit van Colorado in Boulder, zal observaties presenteren van de ontmoeting vanuit de MAVEN-orbiter. Deze geven aan dat de meteorenregen de grootste was in de opgetekende geschiedenis, met een piek van 30 meteoren per seconde en een duur van maximaal 3 uur. Stofkorrels van de komeet, reizen op 200, 000 kilometer per uur, de atmosfeer van Mars binnenkwamen met genoeg energie om te smelten en hun samenstellende atomen vrij te geven, zoals magnesium en ijzer. Gegevens van MAVEN's Imaging UltraViolet Spectrograph (IUVS) stelden Crismani en collega's in staat om de samenstelling van deze metaalsoorten te bepalen, hoe ze evolueerden en hoe ze zich door de atmosfeer van Mars bewogen.