Nossos olhos não podem vê-los, mas as auroras marcianas estão lá e são mais comuns do que pensávamos. As auroras marcianas foram descobertas pela primeira vez em 2016 pela sonda MAVEN da NASA. Agora, alguns novos resultados estão expandindo nosso conhecimento dessas auroras incomuns.
A maioria dos leitores da Revista Space conhece as auroras da Terra e como elas são criadas. Quando um vento solar poderoso o suficiente atinge a magnetosfera da Terra, partículas (geralmente elétrons, mas às vezes prótons) ficam excitadas e ionizam diferentes componentes na atmosfera. Isso emite cores e formas variadas de luz. O fenômeno cria uma exibição efêmera e em movimento que cativa os olhos. As auroras são geralmente confinadas às latitudes polares do norte e do sul, exceto quando o vento solar é muito poderoso.
As auroras marcianas são semelhantes e diferentes.
Todas as auroras marcianas são auroras de prótons e ocorrem durante o dia. Eles emitem apenas luz ultravioleta, o que significa que nossos olhos estão cegos para eles. Mas um instrumento da espaçonave MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) pode vê-los. Chama-se Espectrógrafo UltraVioleta para Imagens (IUVS).
MAVEN está investigando a atmosfera marciana. Uma de suas perguntas é muito específica: como ela perdeu a atmosfera? Responder que observa a atmosfera superior, a ionosfera e como Marte interage com o vento solar. Como parte de seu trabalho, ele descobriu as auroras de prótons de Marte.
As auroras marciais de prótons e a perda da atmosfera e habitabilidade de Marte estão ligadas. Marte é cercado por uma coroa de hidrogênio que vem do próprio planeta. Como esse hidrogênio escapa de Marte, cria perda de água. Existe uma correlação entre a taxa e a intensidade das auroras marcianas e a perda de água.
"Talvez um dia, quando as viagens interplanetárias se tornarem comuns ... os viajantes testemunharão em primeira mão os estágios finais de Marte, perdendo o restante de sua água no espaço."
Andréa Hughes, Autora Principal, Universidade Aeronáutica Embry-Riddle
Quando o vento solar do Sol atinge Marte, são apenas prótons: átomos de hidrogênio com seus elétrons arrancados pelo calor intenso. O próton atinge a coroa de hidrogênio, roubando um elétron e se tornando um átomo novamente com uma carga neutra. Como agora é neutro, contorna o choque da magnetosfera de Marte. Em seguida, o átomo bate na fina atmosfera de Marte, colidindo com moléculas de gás e emitindo luz ultravioleta.
"Neste novo estudo usando dados MAVEN / IUVS de vários anos em Marte, a equipe descobriu que períodos de maior fuga atmosférica correspondem a aumentos na ocorrência e intensidade da aurora próton", disse Andréa Hughes, da Universidade Aeronáutica Embry-Riddle, em Daytona Beach, Flórida. . Hughes é o principal autor de um novo artigo intitulado "Proton Aurora em Marte: um fenómeno nocturno perverso no sul do verão". Foi publicado em 12 de dezembro no Journal of Geophysical Research, Space Physics.
“Talvez um dia, quando as viagens interplanetárias se tornarem comuns, os viajantes que chegarem a Marte durante o verão do sul terão assentos na primeira fila para observar a aurora marcial de prótons dançando majestosamente pelo dia do planeta (enquanto usavam óculos sensíveis aos ultravioletas, é claro). Esses viajantes testemunharão em primeira mão os estágios finais de Marte, perdendo o restante de sua água para o espaço ”, disse Hughes em um comunicado à imprensa.
A primeira vez que o MAVEN avistou as auroras marcianas, os cientistas pensaram que era um fenômeno relativamente raro. Mas agora eles encontram essas auroras de prótons UV com muito mais frequência. "No início, acreditávamos que esses eventos eram bastante raros, porque não estávamos olhando os horários e lugares certos", disse Mike Chaffin, cientista do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial (LASP) da Universidade do Colorado em Boulder e segundo autor. do estudo.
"Mas, após uma análise mais detalhada, descobrimos que a aurora próton está ocorrendo com muito mais frequência nas observações do sul do verão durante o dia do que esperávamos inicialmente." A equipe encontrou prótons aurora em cerca de 14% de suas observações do dia, o que aumenta para mais de 80% do tempo, quando apenas são consideradas as observações do sul do verão. "Em comparação, o IUVS detectou aurora difusa em Marte em alguns por cento das órbitas com geometria favorável, e as detecções discretas de aurora ainda são mais raras no conjunto de dados", disse Nick Schneider, co-autor e líder da equipe IUVS da LASP.
O fato de essas auroras serem mais abundantes durante o verão, especificamente no verão do sul, intrigou os cientistas. Era uma pista de como eles poderiam rastrear a perda contínua de água em Marte. Marte é o mais próximo do Sol durante o sul e o verão e, portanto, recebe mais vento solar. O verão também pode gerar enormes tempestades de poeira, que não apenas criam vastas torres de poeira com até 80 quilômetros de altura, mas também força o vapor de água na atmosfera.
O UV solar quebra o vapor da água em hidrogênio e oxigênio, e o aumento do hidrogênio na hidrogênio corona de Marte significa interações entre ele e o aumento das partículas solares, criando auroras UV.
“Todas as condições necessárias para criar a próton aurora marciana (por exemplo., prótons eólicos solares, uma atmosfera extensa de hidrogênio e a ausência de um campo magnético dipolo global) estão mais disponíveis em Marte do que os necessários para criar outros tipos de aurora ”, disse Hughes. “Além disso, a conexão entre as observações da MAVEN sobre o aumento da fuga atmosférica e o aumento da frequência e intensidade da próton aurora significa que a próton aurora pode realmente ser usada como proxy para o que está acontecendo na coroa de hidrogênio em torno de Marte e, portanto, como proxy para tempos de aumento fuga atmosférica e perda de água. ”
Mais:
- Comunicado à imprensa: recém-descoberta Aurora Marciana é a mais comum; Lança luz sobre as mudanças climáticas de Marte
- Artigo de pesquisa: Proton Aurora em Marte: um fenômeno perverso no período do verão no sul do verão
- Revista Space: Quando as tempestades marcianas realmente acontecem, elas criam torres de poeira com 80 quilômetros de altura
- Resumo da Pesquisa: Mars Express Observations of the Hydrogen Corona of Mars
