Visualizzazione generata al computer dei percorsi orbitali (punti bianchi) del veicolo spaziale Maven mentre mappava i venti (linee blu) nell’atmosfera superiore di Marte. Le linee rosse provenienti dai punti bianchi rappresentano la velocità e la direzione del vento locale misurate dallo strumento Ngims a bordo del veicolo spaziale. Crediti: Nasa Goddard/Maven/Svs/Greg Shirah
Studiare l’atmosfera di Marte, il tasso con il quale questa atmosfera si sta dissolvendo nello spazio, e il come e il perché ciò avvenga è di fondamentale importanza per determinare come il pianeta, un tempo ricoperto da oceani e potenzialmente abitabile, sia divenuto il mondo arido che conosciamo oggi.
Maven (acronimo di Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN mission) è una missione della Nasa, in orbita attorno al Pianeta rosso dal 2014, il cui obiettivo primario è proprio questo: studiare ciò che resta dell’atmosfera marziana. Grazie alla sofisticata strumentazione di cui l’orbiter è dotato, negli ultimi cinque anni la debole atmosfera che avvolge il pianeta è stata largamente studiata e oggetto di diverse scoperte, già a partire dai suoi primi mille giorni in orbita.
A queste scoperte si aggiunge adesso un altro importante risultato, riportato in un articolo pubblicato la settimana scorsa su Science: la prima mappa della circolazione globale dei venti marziani. A ottenerla è stato il team guidato da Mehdi Benna, scienziato planetario al Goddard Space Flight Center della Nasa, a Greenbelt, nel Maryland. Si tratta di una mappa dei venti che soffiano nella termosfera del pianeta: lo strato dell’atmosfera in cui la temperatura aumenta con l’altezza. È l’interfaccia attraverso la quale Marte perde continuamente il suo serbatoio di molecole volatili nello spazio, e per questo cruciale per la comprensione delle caratteristiche delle atmosfere extraterrestri.
La mappa è stata ottenuta grazie ai dati di uno degli strumenti a bordo della sonda, il Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (Ngims): uno spettrometro capace di determinare la struttura e la composizione dell’atmosfera marziana misurando la quantità di ioni e gas presenti. Dall’aprile 2016 il team di Maven, cambiando la modalità dello strumento, ha iniziato a utilizzare Ngims per determinare la direzione dei venti ad altitudini comprese fra i 140 e i 204 km, ricostruenco così la mappa della circolazione globale.
Illustrazione artistica che mostra il vento (frecce blu) soffiare su un aspro terreno marziano generando disturbi nella circolazione che si propagano verso l’alto come onde di gravità atmosferiche (linee grigie). Il veicolo spaziale Maven è in grado di rilevare queste onde che, fungendo da impronta di ciò che le ha generate, permettono di risalire all’orografia del terreno. Crediti: Nasa Goddard/Maven/CI Lab/Jonathan North
Una mappa che, oltre a mostrare una variabilità dei venti nel breve periodo maggiore di quanto i ricercatori si aspettassero, rivela anche schemi di circolazione più semplici di quelli presenti sulla Terra. Dallo studio emerge che su Marte i venti persistono nel corso delle stagioni, e mostrano una marcata correlazione con la topografia sottostante. Correlazione rilevata grazie a quelle che i ricercatori chiamano onde di gravità atmosferiche: onde prodotte a seguito dello scontro delle correnti con le montagne e le valli presenti a livello del suolo. Propagandosi verso l’alto (la linea grigia in alto nell’immagine accanto), vengono rilevate a Maven, che le utilizza per risalire indirettamente all’orografia di Marte, pur trovandosi in orbita a grande distanza. Si tratta di una misura che non ha precedenti: è, infatti, la prima rilevazione delle increspature delle onde di gravità indotte dalla topografia nella termosfera di un pianeta.
«La circolazione globale osservata fornisce informazioni cruciali per porre vincoli ai modelli atmosferici globali», spiega Benna. «Si tratta degli stessi modelli che vengono utilizzati per estrapolare lo stato del clima marziano nel lontano passato».
«I venti osservati nell’atmosfera superiore marziana sono talvolta simili a quelli che vediamo nelle simulazioni di modelli globali, ma altre volte possono essere abbastanza diversi», aggiunge Kali Roeten, ricercatore all’università del Michigan e tra i firmatari dello studio. «Questi venti possono anche essere molto variabili su scale temporali di ore, ma in altri casi sono costanti per tutto il periodo di osservazione».
Il team di Maven ha adesso in programma di studiare ulteriormente queste onde di gravità durante le diverse stagioni e in diverse località, per migliorare la comprensione non solo dei venti termosferici marziani ma anche della fisica che c’è dietro.
Per saperne di più:
- Leggi su Science l’articolo “Global circulation of Mars’ upper atmosphere“, di M. Benna, S. W. Bougher, Y. Lee, K. J. Roeten, E. Yiğit, P. R. Mahaffy e B. M. Jakosky
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