Il campo magnetico della Terra agisce come uno scudo che devia il flusso continuo di particelle cariche proveniente dal Sole lungo strutture magnetiche chiamate tubi di flusso: è l’effetto Zwan-Wolf, scoperto nel 1976. Il campo magnetico è confinato in una regione di spazio, la magnetosfera, che si estende a decine di migliaia di chilometri oltre la superficie terrestre. Finora l’effetto Zwan-Wolf era stato osservato solo nelle magnetosfere dei pianeti, ma un nuovo studio guidato da Christopher Fowler dell’Università della Virginia Occidentale ne descrive ora la rilevazione nella ionosfera di Marte, la regione ionizzata della sua alta atmosfera.
Il lavoro, pubblicato il mese scorso su Nature Communications, riporta che l’effetto è emerso durante un evento di espulsione di massa coronale del Sole avvenuto nel dicembre 2023: attraverso i dati raccolti dalla missione Maven della Nasa, è stata osservata la compressione del plasma lungo tubi di flusso magnetici, riconducibile proprio al fenomeno Zwan-Wolf. Come spiegato da Fowler, «questa compressione contribuisce a spostare il plasma del vento solare attorno al pianeta e ne riduce la densità nella zona davanti». Marte non possiede un campo magnetico globale come quello terrestre, e quindi offre un laboratorio naturale per capire come il vento solare interagisce con mondi esposti.
Rappresentazione artistica dell’effetto Zwan-Wolf su Marte: è stato dimostrato che comprime l’atmosfera e influisce sull’interazione del meteo spaziale con il pianeta. Le frecce gialle indicano il movimento dell’effetto nell’atmosfera marziana. Crediti: LASP/CU Boulder
«Mentre analizzavo i dati, ho notato all’improvviso alcune oscillazioni molto interessanti», ricorda il primo autore. «Non avrei mai immaginato che si trattasse di questo effetto, dato che non era mai stato osservato prima in un’atmosfera planetaria». L’osservazione dei segnali attribuiti all’effetto Zwan-Wolf si estende fino alle quote più basse campionate dalla sonda, suggerendo che abbia influenzato l’atmosfera anche al di sotto del veicolo spaziale; il forte evento di tempesta solare ha probabilmente amplificato un fenomeno altrimenti troppo debole per essere rilevato dagli strumenti di Maven, rendendo quindi visibile un processo che potrebbe verificarsi anche in condizioni normali ma a livelli più difficili da misurare.
«Rilevando questo effetto nell’atmosfera di Marte, stiamo scoprendo nuovi modi in cui il Sole può interagire con i pianeti del Sistema solare e influenzarli. È incredibile pensare che un’eruzione solare possa alterare l’atmosfera di Marte a 229 milioni di chilometri di distanza», dice Fowler. «Comprendere in che modo questi fenomeni meteorologici spaziali influenzano il nostro Sistema solare è importante non solo per garantire la sicurezza dei nostri esploratori robotici — e, potenzialmente, anche di quelli umani — in futuro, ma anche per proteggere le infrastrutture spaziali da cui dipendono le tecnologie che utilizziamo quotidianamente qui sulla Terra». Per gli scienziati, questo apre una nuova finestra sulla fisica del plasma in ambienti non magnetizzati, con possibili implicazioni anche per Venere e Titano, oltre che per la comprensione della perdita dell’atmosfera di Marte.
Maven è in orbita attorno al Pianeta rosso dal 2014 con l’obiettivo di studiare l’alta atmosfera, l’ionosfera e l’interazione con il vento solare. La missione era nata proprio per ricostruire come Marte abbia perso parte della sua atmosfera nel tempo e come questo abbia influenzato l’evoluzione del pianeta, l’acqua liquida e la possibile abitabilità passata. L’ultimo segnale arrivato dalla sonda risale al 6 dicembre e, dopo vari accertamenti riguardo la perdita del segnale, mercoledì scorso la Nasa ha dichiarato la missione ufficialmente conclusa.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Communications l’articolo “Detection of Zwan-Wolf effect in the ionosphere of Mars”, di Christopher M. Fowler, Kathleen G. Hanley, James McFadden, David Mitchell, Jasper Halekas, Laila Andersson, Duncan Bark, Yingjuan Ma, Christopher Chaston, Beatriz Sanchez-Cano, Mark Lester, David Brain, Christian Mazelle, Jared Espley, Mehdi Benna, Rebecca Jolitz, Robin Ramstad e Shannon Curry