Posizione dell'aurora su Marte. Credito immagine: ESA Clicca per ingrandire
Aurore simili all'aurora boreale terrestre sembrano essere comuni su Marte, secondo i fisici dell'Università della California, Berkeley, che hanno analizzato i dati di sei anni del Mars Global Surveyor.
La scoperta di centinaia di aurore negli ultimi sei anni è stata una sorpresa, dal momento che Marte non ha il campo magnetico globale che sulla Terra è la fonte dell'aurora boreale e dell'aurora australiana antipodale.
trama dei 13.000 eventi aurorali su Marte
Secondo i fisici, le aurore su Marte non sono dovute a un campo magnetico planetario, ma sono invece associate a chiazze di forte campo magnetico nella crosta, principalmente nell'emisfero meridionale. E probabilmente non sono nemmeno così colorati, dicono i ricercatori: Gli elettroni energetici che interagiscono con le molecole nell'atmosfera per produrre il bagliore probabilmente generano solo luce ultravioletta - non i rossi, i verdi e i blu della Terra.
"Il fatto che vediamo aurore tanto spesso quanto noi è sorprendente", ha affermato il fisico dell'UC Berkeley David A. Brain, autore principale di un articolo sulla scoperta recentemente accettato dalla rivista Geophysical Research Letters. "La scoperta di aurore su Marte ci insegna qualcosa su come e perché accadono altrove nel sistema solare, compresi Giove, Saturno, Urano e Nettuno."
Brain e Jasper S. Halekas, entrambi assistenti fisici di ricerca presso il laboratorio di scienze spaziali della UC Berkeley, insieme ai loro colleghi della UC Berkeley, dell'Università del Michigan, del Goddard Space Flight Center della NASA e dell'Università di Tolosa in Francia, hanno riportato le loro scoperte in un poster presentato venerdì 9 dicembre all'incontro della American Geophysical Union a San Francisco.
L'anno scorso, la navicella spaziale europea Mars Express ha rilevato per la prima volta un lampo di luce ultravioletta sul lato notturno di Marte e un team internazionale di astronomi lo ha identificato come un lampo aurorale nel numero di Nature del 9 giugno 2005. Dopo aver saputo della scoperta, i ricercatori della UC Berkeley si sono rivolti ai dati del Mars Global Surveyor per vedere se un pacchetto di strumenti UC Berkeley a bordo - un riflettometro a magnetometro-elettrone - avesse rilevato altre prove di aurore. La navicella spaziale orbita su Marte dal settembre 1997 e dal 1999 traccia da un'altitudine di 400 chilometri (250 miglia) la superficie marziana e i campi magnetici di Marte. Si trova in un'orbita polare che lo tiene sempre alle 2 del mattino quando si trova sul lato notturno del pianeta.
Entro un'ora dalla prima analisi dei dati, Brain e Halekas hanno scoperto le prove di un lampo aurorale - un picco nello spettro di energia degli elettroni identico ai picchi visti negli spettri dell'atmosfera terrestre durante un'aurora. Da allora, hanno esaminato più di 6 milioni di registrazioni con il riflettometro elettronico e hanno trovato tra i dati circa 13.000 segnali con un picco di elettroni indicativo di un'aurora. Secondo Brain, ciò potrebbe rappresentare centinaia di eventi aurorali notturni come il flash visto dal Mars Express.
Quando i due fisici hanno individuato la posizione di ciascuna osservazione, le aurore coincidevano esattamente con i margini delle aree magnetizzate sulla superficie marziana. Lo stesso team, guidato dai co-autori Mario H. Acu? A del Goddard Space Flight Center della NASA e Robert Lin, professore di fisica UC Berkeley e direttore dello Space Sciences Laboratory, ha mappato ampiamente questi campi magnetici di superficie usando il magnetometro / riflettometro a bordo del Mars Global Surveyor. Proprio come le aurore della Terra si verificano in cui le linee del campo magnetico si tuffano nella superficie ai poli nord e sud, le aurore di Marte si verificano ai bordi delle aree magnetizzate in cui le linee del campo si estendono verticalmente nella crosta.
Delle 13.000 osservazioni aurorali finora, la più grande sembra coincidere con una maggiore attività del vento solare.
"Il flash visto da Mars Express sembra essere al culmine delle energie possibili", ha detto Halekas. "Proprio come sulla Terra, il tempo spaziale e le tempeste solari tendono a rendere le aurore sempre più forti."
Rappresentazione di campi magnetici superficiali su Marte
Le aurore della Terra sono causate quando particelle cariche dal sole sbattono nel campo magnetico protettivo del pianeta e, invece di penetrare nel terreno, vengono dirottate lungo le linee del campo verso il polo, dove si incanalano e si scontrano con gli atomi nell'atmosfera per creare un ovale di luce attorno a ciascun polo. Gli elettroni sono una grande proporzione delle particelle cariche e l'attività aurorale è associata a un processo fisico ancora non compreso che accelera gli elettroni, producendo un picco rivelatore nello spettro delle energie degli elettroni.
Il processo su Marte è probabilmente simile, ha detto Lin, in quanto le particelle di vento solare vengono incanalate sul lato notturno di Marte dove interagiscono con le linee di campo crostali. La luce ultravioletta viene prodotta quando le particelle colpiscono le molecole di biossido di carbonio.
"Le osservazioni suggeriscono che alcuni processi di accelerazione avvengono come sulla Terra", ha detto. "Qualcosa ha preso gli elettroni e ha dato loro un calcio."
Che cosa sia quel "qualcosa" rimane un mistero, sebbene Lin e i suoi colleghi UC Berkeley si inclinino verso un processo chiamato riconnessione magnetica, in cui il campo magnetico che viaggia con le particelle del vento solare si rompe e si riconnette con il campo crostale. Le linee di campo di riconnessione potrebbero essere ciò che lancia le particelle a energie più elevate.
I campi magnetici superficiali, ha detto Brain, sono prodotti da rocce altamente magnetizzate che si verificano in zone larghe fino a 1.000 chilometri e profonde 10 chilometri. Queste patch probabilmente trattengono il magnetismo lasciato da quando Marte aveva un campo globale in un modo simile a quello che succede quando un ago viene accarezzato con un magnete, inducendo la magnetizzazione che rimane anche dopo che il magnete è stato ritirato. Quando il campo globale di Marte si estinse miliardi di anni fa, il vento solare fu in grado di eliminare l'atmosfera. Solo i forti campi crostali sono ancora in giro per proteggere porzioni della superficie.
"Li chiamiamo mini-magnetosfere, perché sono abbastanza forti da resistere al vento solare", ha detto Lin, osservando che i campi si estendono fino a 1.300 chilometri sopra la superficie. Tuttavia, il campo magnetico marziano più forte è 50 volte più debole del campo sulla superficie terrestre. È difficile spiegare come questi campi siano in grado di incanalare e accelerare il vento solare in modo abbastanza efficiente da generare un'aurora, ha detto.
Brain, Halekas, Lin e i loro colleghi sperano di estrarre i dati di Mars Global Surveyor per ulteriori informazioni sulle aurore e forse unirsi al team europeo che gestisce Mars Express per ottenere dati complementari sui flash che potrebbero risolvere il mistero della loro origine.
"Mars Global Surveyor è stato progettato per una durata di 685 giorni, ma è stato molto prezioso per più di sei anni e stiamo ancora ottenendo grandi risultati", ha osservato Lin.
Il lavoro è stato supportato dalla NASA. Coautori di Brain, Halekas, Lin e Acu? A sono Laura M. Peticolas, Janet G. Luhmann, David L. Mitchell e Greg T. Delory del laboratorio di scienze spaziali di UC Berkeley; Steve W. Bougher dell'Università del Michigan; e Henri R? me del Centre d’Etude Spatiale des Rayonnements a Tolosa.
Fonte originale: UC Berkeley News Release
