Vaste aree del cielo notturno marziano pulsano di luce ultravioletta, secondo le immagini della sonda spaziale MAVEN della NASA. I risultati vengono utilizzati per illuminare complessi schemi di circolazione nell’atmosfera marziana.
Il team MAVEN è stato sorpreso di scoprire che l’atmosfera pulsa esattamente tre volte a notte, e solo durante la primavera e l’autunno di Marte. I nuovi dati hanno anche rivelato onde e spirali inaspettate sui poli invernali, confermando anche i risultati della sonda Mars Express secondo i quali questo bagliore notturno era è più luminoso nelle regioni polari invernali.
L’atmosfera notturna di Marte brilla e pulsa in questa animazione di dati dalle osservazioni della sonda MAVEN. Il falso colore da verde a bianco mostra la maggiore luminosità sul “bagliore notturno” ultravioletto di Marte misurato dallo spettrografo ultravioletto di imaging di MAVEN a circa 70 chilometri (circa 40 miglia) di altitudine. Una vista simulata del globo di Marte viene aggiunta digitalmente per il contesto, con calotte glaciali visibili ai poli. Tre bagliori notturni si verificano durante una rotazione di Marte, il primo molto più luminoso degli altri due. Tutti e tre gli schiarimenti si verificano poco dopo il tramonto, che appaiono sulla sinistra di questa vista del lato notturno del pianeta. Le pulsazioni sono causate da venti verso il basso che potenziano la reazione chimica creando ossido nitrico che provoca il bagliore. È stata calcolata la media dei mesi di dati per identificare questi modelli, indicando che si ripetono ogni notte.
“Le immagini di MAVEN offrono le prime informazioni globali sui moti atmosferici nell’atmosfera centrale di Marte, una regione critica in cui le correnti d’aria trasportano i gas tra gli strati più bassi e quelli più alti“, ha affermato Nick Schneider del Laboratorio di fisica atmosferica e spaziale (LASP) dell’Università del Colorado. Gli schiarimenti si verificano dove i venti verticali trasportano i gas verso le regioni di maggiore densità, accelerando le reazioni chimiche che creano l’ossido nitrico e alimentano il bagliore ultravioletto. Schneider è il responsabile del gruppo di studio per lo strumento di MAVEN Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS) che ha effettuato queste osservazioni e autore principale di un articolo su questa ricerca che è stato pubblicato il 5 agosto 2020 sul Journal of Geophysical Research, Space Physics. La luce ultravioletta è invisibile all’occhio umano ma rilevabile da strumenti specializzati.
Il diagramma spiega la causa della luminosa atmosfera notturna di Marte. Sul lato diurno di Marte, le molecole vengono lacerate da energetici fotoni solari. I modelli di circolazione globale trasportano i frammenti atomici sul lato notturno, dove i venti verso il basso aumentano la velocità di reazione degli atomi per riformare le molecole. I venti verso il basso si verificano vicino ai poli in alcune stagioni e nelle regioni equatoriali in altre. Le nuove molecole contengono energia extra che emettono come luce ultravioletta. Crediti: NASA / MAVEN / Goddard Space Flight Center / CU / LASP
“Il bagliore ultravioletto proviene principalmente da un’altitudine di circa 70 chilometri, con il punto più luminoso di circa mille chilometri di diametro, ed è luminoso nell’ultravioletto come l’aurora boreale della Terra“, ha detto Zac Milby, anche lui del LASP. “Sfortunatamente, la composizione dell’atmosfera di Marte significa che questi punti luminosi non emettono luce a lunghezze d’onda visibili che consentirebbero loro di essere visti dai futuri astronauti di Marte. Peccato: le macchie luminose si intensificherebbero sopra la testa ogni notte dopo il tramonto e si sposterebbero nel cielo a 300 chilometri all’ora. ”
Le pulsazioni rivelano l’importanza delle onde che circondano il pianeta nell’atmosfera di Marte. Il numero di onde e la loro velocità indicano che l’atmosfera centrale di Marte è influenzata dal modello giornaliero del riscaldamento solare e dai disturbi della topografia delle enormi montagne vulcaniche di Marte. Questi punti pulsanti sono la prova più chiara che le onde dell’atmosfera centrale corrispondono a quelle note per dominare gli strati superiori ed inferiori.
“Le principali scoperte di MAVEN sulla perdita di atmosfera e sui cambiamenti climatici mostrano l’importanza di questi vasti schemi di circolazione che trasportano i gas atmosferici in tutto il mondo e dalla superficie ai confini dello spazio“, ha spiegato Sonal Jain, del LASP.
Questa è un’immagine del “bagliore notturno” ultravioletto nell’atmosfera marziana al di sopra del polo sud. I falsi colori verde e bianco rappresentano l’intensità della luce ultravioletta, con il bianco che è il più luminoso. Il bagliore notturno è stato misurato a circa 70 chilometri (circa 40 miglia) di altitudine dallo strumento Imaging UltraViolet Spectrograph sulla sonda spaziale MAVEN della NASA. Una vista simulata del globo di Marte viene aggiunta digitalmente per il contesto e la debole area bianca al centro dell’immagine è la calotta polare. L’immagine mostra una spirale luminosa inaspettatamente luminosa nell’atmosfera notturna di Marte. La causa dello schema a spirale è sconosciuta. Crediti: NASA / MAVEN / Goddard Space Flight Center / CU / LASP
Il team ora prevede di studiare, in futuro, il bagliore notturno “lateralmente”, invece che dall’alto, utilizzando i dati presi da IUVS che guardano appena sopra il bordo del pianeta. Questa nuova prospettiva verrà utilizzata per comprendere i venti verticali ed i cambiamenti stagionali in modo ancora più accurato.
Il bagliore notturno marziano è stato osservato per la prima volta dallo strumento SPICAM sulla sonda Mars Express dell’Agenzia spaziale europea. Tuttavia, IUVS è uno strumento di nuova generazione in grado di mappare ripetutamente il bagliore notturno, trovando schemi e comportamenti periodici. Molti pianeti, compresa la Terra, hanno un bagliore notturno, ma MAVEN è la prima missione a raccogliere così tante immagini del bagliore notturno di un altro pianeta.
Fonte: “Imaging of Martian Circulation Patterns and Atmospheric Tides Through MAVEN / IUVS Nightglow Observations” di NM Schneider, Z. Milby, SK Jain, F. González ‐ Galindo, E. Royer, J.‐C. Gérard, A. Stiepen, J. Deighan, AIF Stewart, F. Forget, F. Lefèvre e SW Bougher, 5 agosto 2020, JGR Space Physics .
DOI: 10.1029 / 2019JA027318
