LO STUDIO PUBBLICATO SU GEOPHYSICAL RESEARCH LETTER

Aurore protoniche “a chiazze” nel cielo di Marte

La collaborazione fra la sonda Maven della Nasa e quella della Emirates Mars Mission (Emm) degli Emirati Arabi Uniti ha consentito di vedere, sull’atmosfera di Marte, un particolare tipo di aurore che si formano in condizioni di interazione caotica fra il vento solare e l’atmosfera superiore marziana

     06/09/2022
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Osservazioni condotte con lo spettrografo ultravioletto Emus a bordo di Emm il 5, 11 e 30 agosto. Nelle ultime due date sono state rilevate le aurore protoniche. Crediti: Emus/Emm

Grazie alla recente condivisione di informazioni e dati fra la missione Mars Atmosphere and Volatile Evolution (Maven) della Nasa e la missione Emirates Mars Mission (Emm) degli Emirati Arabi Uniti, sono state rilevate su Marte alcune particolarissime aurore. Si chiamano aurore protoniche a chiazze, e si formano quando le condizioni di turbolenza intorno al pianeta permettono alle particelle di idrogeno cariche provenienti dal Sole di penetrare nell’atmosfera marziana.

Si possono vedere nelle immagini qui a fianco: quelle scattate il 5 agosto (nella riga superiore) mostrano le condizioni atmosferiche tipiche, in cui non si rileva alcuna attività insolita nelle due lunghezze d’onda associate all’atomo di idrogeno. Nelle immagini dell’11 e del 30 agosto, invece, lo spettrografo ultravioletto Emus a bordo di Emm mostra segni di aurore discontinue a entrambe le lunghezze d’onda, frutto di interazioni turbolente con il vento solare. Gli scienziati delle due collaborazioni hanno pubblicato le osservazioni congiunte in un articolo su Geophysical Research Letters.

Le aurore protoniche, scoperte per la prima volta dalla sonda Maven nel 2018, sono un tipo di aurore marziane che si forma quando il vento solare, composto da particelle cariche provenienti dal Sole, interagisce con l’atmosfera superiore. Le tipiche osservazioni effettuate finora da Maven stessa e dalla missione Mars Express dell’Esa avevano sempre mostrato aurore protoniche lisce e uniformemente distribuite su Marte, mentre nel nuovo studio si possono vedere strutture su piccola scala nelle aurore protoniche che si estendono sull’intero lato diurno di Marte. Queste “chiazze” aurorali, molto più variabili e dinamiche, si formerebbero, secondo gli scienziati, quando le condizioni di turbolenza intorno a Marte permettono alle particelle cariche di riversarsi direttamente nell’atmosfera e di brillare. In condizioni normali, infatti, è difficile che il vento solare raggiunga l’atmosfera superiore di Marte, perché viene deviato dai campi magnetici che circondano il pianeta.

Confronto tra i meccanismi di formazione delle aurore protoniche normali e “a chiazze” su Marte. L’immagine in alto mostra il meccanismo di formazione dell’aurora protonica normale scoperto per la prima volta nel 2018. L’immagine inferiore mostra il meccanismo di formazione dell’aurora protonica a chiazze recentemente scoperto. Crediti: Emirates Mars Mission/Agenzia spaziale Uae

«Le osservazioni globali di Emm dell’atmosfera superiore forniscono una prospettiva unica su una regione fondamentale per la scienza di Maven», commenta Shannon Curry, principal investigator di Maven e ricercatrice allo Space Sciences Laboratory dell’università di Berkeley. «Questo tipo di osservazioni simultanee indaga la fisica fondamentale della dinamica e dell’evoluzione dell’atmosfera e mette in evidenza i vantaggi della collaborazione scientifica internazionale».

Lo spettrografo ultravioletto Emus, a bordo di Emm, osserva l’atmosfera superiore e l’esosfera del Pianeta rosso, ed è in grado di rilevare la variabilità della composizione atmosferica e i suoi punti di fuga dell’atmosfera nello spazio. Maven, invece, trasporta una suite completa di strumenti per studiare il plasma, tra cui un magnetometro, l’analizzatore di ioni del vento solare e lo strumento SupraThermal and Thermal Ion Composition (Static), utilizzato in questo studio.

Su Marte, più di mezza dozzina di orbiter stanno effettuando osservazioni scientifiche e quando l’emisfero meridionale del pianeta si trova in estate, le aurore protoniche sono più attive, e le osservazioni congiunte come quelle pubblicate in questo studio sono fondamentali per capire come si formano questi eventi.