Illustrazione dell’operazione eseguita dallo spettrografo IUVS a bordo di MAVEN mentre analizza le luce di una aurora su Marte. I dati indicano che l’aurora marziana è simile a quella terrestre ma ha una origine diversa. Credit: University of Colorado
Quattro articoli pubblicati su Science fanno il punto della situazione relativa agli ultimi risultati ottenuti dalla missione MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) concepita per lo studio degli strati superiori dell’atmosfera, della ionosfera e della magnetosfera marziana. I dati forniscono, con alcune sorprese, nuovi indizi che vanno a completare studi precedenti sul pianeta rosso.
Una serie di analisi degli strati superiori dell’atmosfera di Marte indica che la frequenza con cui gli ioni si disperdono incrementa durante le eruzioni solari, il che fornisce delle indicazioni sui processi che hanno agito sul pianeta rosso durante le epoche primordiali della sua storia. Per ottenere questo risultato Bruce Jakosky dell’Università del Colorado e colleghi hanno studiato gli effetti del Sole sull’atmosfera marziana utilizzando i dati raccolti da MAVEN durante un evento di espulsione di massa coronale (Interplanetary Coronal Mass Ejection, ICME), ossia un mix di esplosioni di gas e magnetismo solari, avvenuto lo scorso 8 Marzo. Durante questo evento, gli strumenti che stavano monitorando il campo magnetico di Marte registrarono un forte flusso magnetico la cui struttura, a forma di “viticcio di corda”, si proiettò nello spazio fino a circa 5000 chilometri. Nel frattempo, gli strumenti che monitoravano i processi di ionizzazione atmosferica registrarono un picco nel segnale correlato al momento in cui l’evento ICME colpì il pianeta rosso, mentre gli ioni venivano diffusi nello spazio seguendo la struttura del campo magnetico marziano. Si stima che la velocità con cui si muovono queste particolari strutture magnetiche sia molto elevata, circa un fattore 10, rispetto alle condizioni normali. L’analisi degli ioni ha indicato la presenza di O2+ e CO2+, che non è una sorpresa, ma allo stesso tempo suggerisce che gli ioni O+ sono stati diffusi negli strati più superiori dell’atmosfera marziana, rispetto a quanto ci si aspettava. Data, quindi, l’elevata presenza di questi eventi di espulsione di massa coronale presenti nel Sole durante le fasi primordiali del Sistema Solare, gli autori suggeriscono che la “fuga” degli ioni a quelle epoche possa essere stata principalmente dovuta a questi drammatici eventi di natura solare.
Un secondo articolo, il cui studio è stato guidato da Stephen Bougher dell’Università del Michigan, mette in risalto i risultati ottenuti da due momenti che hanno visto MAVEN discendere e sorvolare gli strati superiori dell’atmosfera di Marte allo scopo di determinare la sua composizione e per ricavare nuovi dati sulla termosfera e ionosfera. Durante queste fasi dell’esplorazione marziana, MAVEN ha osservato un elevato gradiente di temperatura. I dati indicano una composizione costante di anidride carbonica, argon, biossido di azoto così come quantità più elevate di ossigeno rispetto a quanto sia stato stimato da precedenti studi. Inoltre, è stato notato che man mano che MAVEN completava la sua orbita la densità di questi elementi varia in maniera sostanziale in prossimità di 200 chilometri che secondo gli autori può essere causata da interazioni di onde di gravità atmosferiche con il vento e con altri processi su piccola scala che avvengono negli strati inferiori dell’atmosfera. In più, variazioni del campo magnetico e degli strati di ioni suggeriscono che, oltre al campo magnetico indotto dal vento solare, la crosta marziana può anch’essa contribuire al campo magnetico. I risultati di questo studio aiuteranno gli scienziati a comprendere ancora meglio le interazioni tra il vento solare e l’atmosfera di Marte e, in particolare, quei processi fisici che limitano la dispersione dell’atmsofera del pianeta rosso attraverso queste interazioni.
Un terzo studio espone i risultati relativi ad un’aurora osservata nell’emisfero nord che si estende negli strati più bassi dell’atmosfera marziana, a circa 60 chilometri, più in profondità di ogni altro fenomeno di questo tipo che sia stato registrato fino ad oggi. Lo spettrografo Imaging Ultraviolet Spectrograph a bordo di MAVEN, che opera in banda ultravioletta, ha rivelato questa aurora durante una forte emissione di particelle energetiche proveniente dal Sole. I ricercatori, guidati da Nick Schneider dell’Università del Colorado, fanno notare che questa aurora scoperta di recente rientra nella categoria di quelle terrestri che si osservano al polo nord, dove l’accelerazione delle particelle che si propagano verso l’atmosfera e viceversa, lungo le linee di forza del campo magnetico, crea un effetto visivo davvero fantastico. Ad ogni modo, mentre quest’ultimo tipo di aurora è dovuta al magnetismo terrestre, gli autori sospettano che quella di Marte può essere causata dal campo magnetico residuo della crosta marziana, che crea un effetto visivo più diffuso e regolare.
Infine, un quarto articolo che ha come autrice principale Laila Andersson dell’Università del Colorado, analizza la presenza di polvere in un intervallo di altitudine che va da circa 150 Km a circa 1000 Km. Nessun processo noto è in grado di spostare concentrazioni significative di particelle dalla superficie del pianeta fino a quote così elevate. Basandosi sulle dimensioni dei grani (1-5 nanometri) e sulla loro distribuzione regolare, che scarta una eventuale luna di Marte come possibile sorgente di queste particelle, gli autori ritengono che MAVEN ha rivelato polvere di origine interplanetaria.
Per saperne di più, leggi i quattro articoli su Science:
- B.M. Jakosky et al. – MAVEN observations of the response of Mars to an interplanetary coronal mass ejection
- S. Bougher et al. – Early MAVEN Deep Dip campaign reveals thermosphere and ionosphere variability
- N.M. Schneider et al. – Discovery of diffuse auroras on Mars
- L. Andersson et al. – Dust observations at orbital altitudes surrounding Mars