Temos uma nova visão sobre um maravilhoso fenômeno marciano, graças a uma colaboração entre duas sondas espaciais em órbita.
A Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) da NASA e a Hope Probe dos Emirados Árabes Unidos uniram forças para estudar as auroras de prótons ultravioleta que dançam e brilham no alto da atmosfera de Marte.
A nova pesquisa revela que esses eventos diurnos nem sempre são difusos, inexpressivos e uniformemente distribuídos, mas altamente dinâmicos e variáveis, contendo estruturas em escala fina.
“As observações do EMM (Emirates Mars Mission) sugeriram que a aurora estava tão difundida e desorganizada que o ambiente de plasma ao redor de Marte deve ter sido realmente perturbado, a ponto de o vento solar estar impactando diretamente a atmosfera superior onde quer que observamos emissão auroral”, diz cientista planetário Mike Chaffin da Universidade do Colorado Boulder.
“Ao combinar observações aurorais EMM com medições MAVEN do ambiente de plasma auroral, podemos confirmar essa hipótese e determinar que o que estávamos vendo era essencialmente um mapa de onde o vento solar estava chovendo no planeta”.
As auroras de prótons – as auroras mais comuns no planeta vermelho – foram descritas pela primeira vez em 2018, conforme visto nos dados do MAVEN. Eles se formam de maneira bastante semelhante à forma como as auroras na Terra se formam; no entanto, como Marte é uma fera muito diferente, sem uma magnetosfera acionada internamente como a da Terra, o resultado final é exclusivo de Marte.
O mais próximo que o planeta vermelho tem de um campo magnético global é um frágil induzido pelo zumbido de partículas carregadas desacelerando à medida que atingem a atmosfera. Por mais fraco que seja, geralmente é adequado o suficiente para desviar muitos dos prótons e nêutrons de alta velocidade que chovem do Sol.
As auroras de prótons se formam quando prótons carregados positivamente no vento solar colidem com o envelope de hidrogênio de Marte e se ionizam, roubando elétrons dos átomos de hidrogênio para se tornarem neutros.
Essa troca de carga permite que as partículas neutras contornem o choque do campo magnético em torno de Marte, chovendo na atmosfera superior e emitindo luz ultravioleta.
Pensava-se que este processo produzia de forma confiável emissões aurorais uniformes sobre o lado diurno de Marte. As novas observações mostram o contrário.
Em vez do perfil suave esperado, os dados da Hope Probe mostram que, às vezes, a aurora é irregular, sugerindo que pode haver processos desconhecidos em jogo durante a formação dessas auroras.
É aqui que o MAVEN entra em cena. O orbitador da NASA carrega um conjunto completo de instrumentos de plasma, para sondar o vento solar, o ambiente magnético e os íons térmicos no espaço ao redor de Marte.
Ele simultaneamente fez medições enquanto Hope visualizava as estranhas auroras, e os dados combinados permitiram aos cientistas reconstruir a razão por trás disso.
“Ao examinar várias observações da Missão Emirates Mars de auroras irregulares que têm diferentes formas e locais, e combinando essas imagens com medições de plasma feitas pela missão Mars Atmosphere e Volatile EvolutioN da NASA, concluímos que vários processos podem produzir auroras irregulares”, os pesquisadores escrever em seu papel.
“Esta aurora irregular é principalmente o resultado da turbulência do plasma, que em algumas circunstâncias leva à deposição direta do vento solar em todo o lado do dia marciano”.
Em outras palavras, uma rara interação caótica entre Marte e o vento solar é responsável pela aurora irregular; embora não esteja totalmente claro qual é o impacto na superfície marciana.
É possível, no entanto, que haja implicações para a atmosfera e a perda de água a longo prazo; sem um campo magnético global, Marte continua a perder ambos.
Curiosamente, as auroras de prótons – suaves e irregulares – podem nos ajudar a entender pelo menos uma delas, já que o hidrogênio envolvido está sendo parcialmente criado pela água na atmosfera marciana vazando para o espaço.
“Muitos dados futuros e estudos de modelagem serão necessários”, escrevem os pesquisadores, “para desvendar todas as implicações dessas condições para a evolução atmosférica de Marte”.
Publicado em 02/09/2022 16h58
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