I nostri occhi non possono vederli, ma le aurore marziane sono lì, e più banali di quanto pensassimo una volta. Le aurore marziane sono state scoperte per la prima volta nel 2016 dal veicolo spaziale MAVEN della NASA. Ora alcuni nuovi risultati stanno ampliando la nostra conoscenza di queste insolite aurore.
La maggior parte dei lettori di Space Magazine è a conoscenza delle aurore della Terra e di come sono state create. Quando un vento solare abbastanza potente colpisce la magnetosfera terrestre, le particelle (di solito elettroni ma a volte protoni) si eccitano e ionizzano componenti diversi nell'atmosfera. Che emette vari colori e forme di luce. Il fenomeno crea uno spettacolo commovente ed effimero che affascina l'occhio. Le aurore sono generalmente confinate alle latitudini polari settentrionali e meridionali, tranne quando il vento solare è molto potente.
Le aurore marziane sono simili e diverse.
Le aurore marziane sono tutte aurore protoniche e si verificano durante il giorno. Emettono solo luce ultravioletta, il che significa che i nostri occhi sono ciechi nei loro confronti. Ma uno strumento sulla navicella spaziale MAVEN (Mars Atmosphere e Volatile EvolutioN) può vederli. Si chiama Imaging UltraViolet Spectrograph (IUVS.)
MAVEN sta studiando l'atmosfera marziana. Una delle sue domande è molto specifica: come ha perso la sua atmosfera? Per rispondere che osserva l'atmosfera superiore, la ionosfera e il modo in cui Marte interagisce con il vento solare. Come parte del suo lavoro, ha scoperto le aurore protoniche di Marte.
Le aurore protoniche marziane e la perdita dell'atmosfera e dell'abitabilità di Marte sono collegate. Marte è circondato da una corona di idrogeno che proviene dal pianeta stesso. Mentre questo idrogeno fuoriesce da Marte, crea perdita d'acqua. Esiste una correlazione tra il tasso e l'intensità delle aurore marziane e la perdita d'acqua.
"Forse un giorno, quando il viaggio interplanetario diventerà un luogo comune ... i viaggiatori potranno assistere in prima persona alle fasi finali di Marte che perdono il resto della sua acqua nello spazio."
Andréa Hughes, autore principale, Embry-Riddle Aeronautical University
Quando il vento solare del Sole colpisce Marte, in realtà sono solo i protoni: atomi di idrogeno con il loro elettrone rimosso dal caldo intenso. Il protone colpisce la corona di idrogeno, rubando un elettrone e diventando di nuovo un atomo con una carica neutra. Dato che ora è neutrale, evita lo shock di prua della magnetosfera di Marte. Quindi l'atomo si schianta nella sottile atmosfera di Marte, scontrandosi con molecole di gas ed emettendo luce ultravioletta.
"In questo nuovo studio che utilizza i dati MAVEN / IUVS di diversi anni di Marte, il team ha scoperto che i periodi di maggiore fuga atmosferica corrispondono ad aumenti nell'occorrenza e nell'intensità dell'aurora protonica", ha dichiarato Andréa Hughes dell'Università aeronautica Embry-Riddle a Daytona Beach, Florida . Hughes è l'autore principale di un nuovo documento intitolato "Proton Aurora on Mars: A Dayside Phenomenon Pervasive in Southern Summer". È stato pubblicato il 12 dicembre nel Journal of Geophysical Research, Space Physics.
“Forse un giorno, quando il viaggio interplanetario diventerà un luogo comune, i viaggiatori che arriveranno su Marte durante l'estate meridionale avranno posti in prima fila per osservare l'aurora protonica marziana che danza maestosamente attraverso il lato del pianeta (indossando occhiali sensibili ai raggi ultravioletti, ovviamente). Questi viaggiatori assisteranno in prima persona alle fasi finali di Marte che hanno perso il resto della sua acqua nello spazio ”, ha affermato Hughes in un comunicato stampa.
La prima volta che MAVEN ha notato le aurore marziane, gli scienziati hanno pensato che fosse un fenomeno relativamente raro. Ma ora hanno trovato queste aurore di protoni UV molto più spesso. "All'inizio, credevamo che questi eventi fossero piuttosto rari perché non stavamo osservando i tempi e i luoghi giusti", ha dichiarato Mike Chaffin, ricercatore presso il Laboratory for Atmospher and Space Physics (LASP) dell'Università del Colorado e secondo autore dello studio.
"Ma dopo uno sguardo più attento, abbiamo scoperto che le aurore protoniche si verificano molto più spesso nelle osservazioni estive meridionali di quanto ci aspettassimo inizialmente." Il team ha trovato l'aurora protonica in circa il 14 percento delle loro osservazioni giornaliere, che aumenta a oltre l'80 percento delle volte in cui si considerano solo le osservazioni meridionali estive. "In confronto, IUVS ha rilevato un'aurora diffusa su Marte in poche percentuali di orbite con una geometria favorevole e rilevamenti discreti di aurora sono ancora più rari nel set di dati", ha affermato Nick Schneider, coautore e capo del team IUVS di LASP.
Il fatto che queste aurore siano più abbondanti durante l'estate, in particolare l'estate meridionale, ha incuriosito gli scienziati. Era un indizio su come potevano rintracciare la continua perdita d'acqua di Marte. Marte è il più vicino al Sole durante il sud e l'estate e quindi riceve più vento solare. L'estate può anche generare enormi tempeste di polvere, che non solo creano vaste torri di polvere alte fino a 80 chilometri, ma costringono anche il vapore acqueo nell'atmosfera.
L'UV solare suddivide il vapore acqueo in idrogeno e ossigeno e l'aumento dell'idrogeno nella corona di idrogeno di Marte significa che le interazioni tra esso e le particelle solari aumentano, creando aurore UV.
"Tutte le condizioni necessarie per creare l'aurora protonica marziana (per esempio., i protoni eolici solari, una prolungata atmosfera di idrogeno e l'assenza di un campo magnetico dipolo globale) sono più comunemente disponibili su Marte di quelli necessari per creare altri tipi di aurora ”, ha affermato Hughes. “Inoltre, la connessione tra le osservazioni di MAVEN sull'aumento della fuga atmosferica e sull'aumento della frequenza e dell'intensità dell'aurora protonica significa che l'aurora protonica può effettivamente essere utilizzata come proxy per ciò che sta accadendo nella corona di idrogeno che circonda Marte e, quindi, una proxy per i tempi di aumento fuga atmosferica e perdita d'acqua. "
Di Più:
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- Estratto della ricerca: Mars Express Osservazioni della corona di idrogeno di Marte
