Abbiamo nuove informazioni su uno spettacolare fenomeno marziano, grazie alla collaborazione tra due sonde spaziali orbitanti.
Il Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) della NASA e Hope Probe degli Emirati Arabi Uniti hanno unito le forze per studiare le aurore di protoni che danzano e brillano nell’alta atmosfera di Marte.
La nuova ricerca rivela che questi eventi diurni non sono sempre diffusi, privi di caratteristiche e uniformemente distribuiti, ma altamente dinamici e variabili, contenenti strutture a scala fine.
“Le osservazioni di EMM (Emirates Mars Mission) hanno suggerito che l’aurora è così diffusa e disorganizzata che l’ambiente plasmatico intorno a Marte deve essere stato veramente disturbato, al punto che il vento solare influenza direttamente l’alta atmosfera ovunque abbiamo osservato l’emissione aurorale“, afferma il planetologo Mike Chaffin dell’Università del Colorado, a Boulder.
“Combinando le osservazioni aurorali EMM con le misurazioni MAVEN dell’ambiente del plasma aurorale, possiamo confermare questa ipotesi e determinare che ciò che stavamo vedendo era essenzialmente una mappa di dove il vento solare stava piovendo sul pianeta“.
Le aurore protoniche – le aurore più comuni sul pianeta rosso – sono state descritte per la prima volta nel 2018, come si vede nei dati MAVEN. Si formano in modo abbastanza simile a come si formano le aurore sulla Terra; tuttavia, poiché Marte è una bestia molto diversa, senza una magnetosfera guidata internamente come quella terrestre, il risultato finale è unico per Marte.
Il pianeta rosso ha a un campo magnetico globale debole che si scontra con le particelle cariche che decelerano mentre colpiscono l’atmosfera. Per quanto debole sia, di solito è abbastanza adeguato da deviare molti dei protoni e neutroni ad alta velocità che piovono dal Sole.
Le aurore protoniche si formano quando i protoni caricati positivamente nel vento solare entrano in collisione con l’involucro di idrogeno di Marte e si ionizzano, rubando gli elettroni dagli atomi di idrogeno per diventare neutri.
Questo scambio di carica consente alle particelle neutre di bypassare lo shock di prua del campo magnetico attorno a Marte, piovendo nell’alta atmosfera ed emettendo luce ultravioletta.
Si pensava che questo processo producesse in modo affidabile un’emissione aurorale uniforme sul lato diurno di Marte. Le nuove osservazioni mostrano il contrario.
Piuttosto che il profilo regolare previsto, i dati della Sonda Hope mostrano che, a volte, l’aurora è irregolare, suggerendo che potrebbero esserci processi sconosciuti in gioco durante la formazione di queste aurore.
È qui che entra in scena MAVEN. L’orbiter della NASA trasporta una suite completa di strumenti per sondare il vento solare, l’ambiente magnetico e gli ioni termici nello spazio intorno a Marte.
Maven ha effettuato misurazioni mentre Hope ha ripreso le strane aurore e i dati combinati hanno permesso agli scienziati di ricostruire il motivo alla base.
“Esaminando più osservazioni di Emirates Mars Mission delle aurore irregolari che hanno forme e posizioni diverse e combinando queste immagini con le misurazioni del plasma effettuate dalla missione Mars Atmosphere e Volatile EvolutioN della NASA, concludiamo che una serie di processi può produrre aurore irregolari“, scrivono i ricercatori nel loro paper.
“Questa aurora irregolare è principalmente il risultato della turbolenza del plasma, che in alcune circostanze porta alla deposizione diretta del vento solare sull’intero lato diurno marziano“.
In altre parole, una rara interazione caotica tra Marte e il vento solare è responsabile dell’aurora irregolare; anche se non è del tutto chiaro quale sia l’impatto sulla superficie marziana.
È interessante notare che le aurore protoniche, sia lisce che irregolari, potrebbero aiutarci a capire perché MArte perde acqua, poiché l’idrogeno coinvolto è parzialmente creato dall’acqua nell’atmosfera marziana che fuoriesce nello spazio.
“Saranno necessari molti dati futuri e studi di modellizzazione“, scrivono i ricercatori, “per svelare tutte le implicazioni di queste condizioni per l’evoluzione atmosferica di Marte“.
La ricerca è stata pubblicata in Geophysical Research Letters.
