La Terra genera delle aurore spettacolari ma il nostro pianeta non è l’unico posto nel Sistema Solare in cui si possono trovare questi fenomeni.
Un bagliore atmosferico, anche se a volte in lunghezze d’onda invisibili, è stato avvistato su ogni pianeta tranne Mercurio, e persino su alcune lune di Giove… e persino su una cometa. Ma è Marte che diventa interessante. Si sa che Marte ha, in qualche modo di cui non siamo ancora sicuri, perso il suo campo magnetico globale, un ingrediente che svolge un ruolo cruciale nella formazione delle aurore altrove.
Marte, però, non è totalmente privo di magnetismo. È possibile, infatti, individuare aree con campi magnetici localizzati in alcune regioni della crosta, in particolare nell’emisfero australe. Una nuova analisi ha confermato che questi piccoli campi magnetici locali interagiscono con il vento solare in modi interessanti, prodicendo aurore ultraviolette discrete (o strutturate).
“Abbiamo il primo studio dettagliato che esamina come le condizioni del vento solare influenzano le aurore su Marte“, ha affermato il fisico e astronomo Zachary Girazian dell’Università dell’Iowa. “La nostra scoperta principale è che all’interno della regione del forte campo crostale, il tasso di occorrenza dell’aurora dipende principalmente dall’orientamento del campo magnetico del vento solare, mentre al di fuori della regione del forte campo crostale, il tasso di occorrenza dipende principalmente dalla pressione dinamica del vento solare“.
Qui sulla Terra, abbiamo un’idea abbastanza precisa di come si verificano le aurore borealis e australis. Appaiono quando le particelle del vento solare entrano in collisione con la magnetosfera terrestre e vengono accelerate lungo le linee del campo magnetico fino alle alte latitudini, dove piovono nell’alta atmosfera. Lì interagiscono con le particelle atmosferiche per produrre le luci scintillanti che danzano nel cielo.
L’evidenza suggerisce che questi fenomeni si formano in modi simili su altri corpi. Ad esempio, le potenti aurore permanenti di Giove sono facilitate dal complesso campo magnetico dell’enorme pianeta.
Ma il campo magnetico globale di Marte è decaduto abbastanza presto nella storia del pianeta, lasciando dietro di sé solo macchie di magnetismo conservate nei minerali magnetizzati nella crosta. Le immagini ultraviolette di Marte di notte hanno rivelato che le aurore tendono a formarsi vicino a questi campi magnetici crostali, il che ha senso se sono necessarie linee di campo magnetico per l’accelerazione delle particelle.
Il lavoro di Girazian e del suo team tiene conto anche delle condizioni del vento solare. Hanno analizzato i dati della navicella spaziale Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), che raccoglie immagini ultraviolette del pianeta rosso dal 2014. È inoltre dotata di uno strumento chiamato Solar Wind Ion Analyzer, che, ovviamente, analizza il vento solare.
Hanno confrontato i dati sulla pressione dinamica del vento solare, nonché la forza e l’angolo del campo magnetico interplanetario, con i dati ultravioletti sulle aurore marziane. Hanno scoperto che, al di fuori delle regioni del campo magnetico crostale, la pressione dinamica del vento solare gioca un ruolo significativo nella frequenza di rilevamento delle aurore.
Tuttavia, la pressione del vento solare sembra giocare poco ruolo nella luminosità di dette aurore. Ciò suggerisce che gli eventi meteorologici spaziali, come le espulsioni di massa coronale, in cui masse di particelle cariche vengono espulse dal Sole e sono associate a una maggiore pressione del vento solare, possono innescare aurore marziane.
All’interno delle regioni del campo magnetico crostale, l’orientamento del campo magnetico e del vento solare sembra svolgere un ruolo significativo nella formazione delle aurore su Marte. In certi orientamenti, il vento solare sembra essere favorevole agli eventi di riconnessione magnetica o all’accelerazione delle particelle richiesta per produrre il bagliore ultravioletto.
Questi risultati, sostengono i ricercatori, rivelano nuove informazioni su come le interazioni con il vento solare possono generare aurore su un pianeta privato del suo campo magnetico globale. Queste informazioni possono essere utilizzate per aiutare a comprendere meglio la formazione di aurore discrete su mondi molto diversi.
“Ora è un momento molto fruttuoso ed emozionante per gli studi sull’aurora su Marte“, ha detto Girazian. “Il database delle osservazioni dell’aurora discreta che abbiamo da MAVEN è il primo del suo genere, permettendoci per la prima volta di comprendere le caratteristiche di base dell’aurora“.
La ricerca è stata pubblicata sul Journal of Geophysical Research: Space Physics.
