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Published On: Sab, Nov 7th, 2015

La sonda MAVEN detecta ‘zarcillos de fuego’ en la atmósfera de Marte

Los datos de la sonda MAVEN son portada esta semana en la revista Science, donde se muestran las trayectorias de los iones que escapan de la atmósfera de Marte por la radiación del viento solar. Los iones más energéticos son los de color más blanco, como los del penacho de la parte superior. / NASA/Valerie Altounian/Science/X. Fang/MAVEN science team

Esta semana la portada de la revista Science ilustra lo que ocurrió en el campo magnético de Marte cuando en marzo de este año fue bombardeado por una poderosa eyección de masa coronal del Sol.

Las trayectorias de los iones que escapaban de la atmósfera marciana generaron una impactante imagen donde aparecen penachos y ‘zarcillos’ –similares a los tallos en espiral de la vid o el guisante– que emanan, como fuego, del planeta rojo.

El estudio lo ha liderado el investigador Bruce Jakosky, de la Universidad de Colorado (EE UU), con los datos facilitados por la misión sobre la evolución atmosférica y volátil de Marte (MAVEN), diseñada por la NASA para estudiar la atmósfera superior, la ionosfera y la magnetosfera marcianas.

Durante la eyección solar, los instrumentos de la nave que vigilaban el campo magnético marciano detectaron rotaciones magnéticas fuertes que expandían los ‘zarcillos de fuego’ hasta 5.000 kilómetros de distancia en el espacio.

Al mismo tiempo, los dispositivos que monitorizaban la ionización atmosférica observaron importantes picos y detectaron que los iones viajaban concentrados a lo largo de esos flujos del campo magnético. Se estima que su velocidad es mucho mayor –aproximadamente diez veces más– de la habitual. En concreto, se encontraron O2+ y CO2+, y los científicos quedaron sorprendidos al ver que los iones O+ ascendían en la atmósfera mucho más arriba de lo esperado.

“Las observaciones y los modelos muestran un aumento en la tasa de escape de iones al espacio durante eventos como este”, señala el equipo de Jakosky, “así que la perdida de iones asociada a las eyecciones solares durante los comienzos de la historia del planeta pudo ser un factor importante en la evolución de su atmósfera”.

En concreto, los datos sugieren que la atmósfera marciana se ha ido ‘pelando’ a lo largo del tiempo por los efectos de las tormentas solares, ya que cuando estas se producen, aumenta la erosión de la capa gaseosa que rodea el planeta rojo.

Auroras detectadas en Marte durante cinco días en 2014 en el espectro ultravioleta. / Universidad de Colorado

Auroras detectadas en Marte durante cinco días en 2014 en el espectro ultravioleta. / Universidad de Colorado

Los responsables de la NASA interpretan que este proceso “parece haber desempeñado un papel clave en la transición del clima de Marte desde un ambiente inicial cálido y húmedo, que pudo haber albergado vida en la superficie, hacia el que presenta hoy el árido y frío planeta”.

Las difusas auroras de Marte

En el mismo número de la revista Science también se publican otros tres estudios con los datos de MAVEN. Uno de ellos se centra en una tenue aurora que apareció en el hemisferio norte, que se sumergía en la atmósfera hasta la cota más baja confirmada en cualquier aurora, unos 60 km. El espectrógrafo de imágenes ultravioletas IUVS de la nave también la detectó durante una eyección de partículas energéticas solares.

“Estas auroras marcianas se encuentra en la misma categoría que las luces o auroras boreales de la Tierra, donde la aceleración de las partículas que entran y salen de la atmósfera a lo largo de los campos electromagnéticos crea imágenes impresionantes”, explica el autor principal, Nick Schneider, también de la Universidad de Colorado.

Sin embargo, los investigadores señalan que mientras las auroras terrestres se generan por el magnetismo de los polos, “sospechamos que la aurora de Marte podría estar impulsada por el campo magnético remanente de su corteza, que crea una aurora más uniforme y difusa”.

Un tercer trabajo, coordinado por el científico Stephen Bougher de la Universidad de Michigan (EE UU), aborda los resultados de dos ocasiones en las que MAVEN se ‘sumergió’ en la atmósfera superior del planeta rojo para determinar la naturaleza de su termosfera e ionosfera.

Durante estas exploraciones, se detectó un importante gradiente de temperatura vertical, entre los 140 y 170 km. Los datos indican que existe una mezcla estable de dióxido de carbono, argón y dióxido de nitrógeno, así como cantidades más altas de oxígeno de las estimadas hasta ahora.

La densidad de estas moléculas a cerca de 200 kilómetros varió sustancialmente a medida que MAVEN completaba cada órbita, lo que, según los autores, podría estar causado por las interacciones de ondas gravitacionales con el viento solar y por otros procesos de mezcla menores que se ocurren más abajo.

Además, las variaciones en el campo magnético y las capas de iones sugieren que la corteza de Marte también también contribuye a este campo magnético. Los resultados de este estudio ayudarán a entender mejor la interacción entre el viento solar y la atmósfera de Marte.

Por último, un trabajo de la investigadora Laila Andersson, también coordinado desde la Universidad de Colorado, analiza la detección de polvo en altitudes que oscilan entre 150 a 1.000 kilómetros, a pesar de que no existen procesos conocidos que puedan levantar concentraciones significativas de partículas desde una superficie planetaria hasta esas altitudes.

Basándose en el tamaño de los granos (de 1 a 5 nanómetros) y la distribución uniforme de las partículas detectadas –lo que descarta que las fuentes sean las pequeñas lunas de Marte–, los autores piensan que lo que la sonda MAVEN está detectando a esa altitud es polvo de origen interplanetario.

Referencia bibliográfica:
Early MAVEN Deep Dip campaign reveals thermosphere and ionosphere variability” por S. Bougher et al; “MAVEN observations of the response of Mars to an interplanetary coronal mass ejection” por B.M. Jakosky et al.; “Discovery of diffuse auroras on Mars” por N.M. Schneider et al; “Dust observations at orbital altitudes surrounding Mars” por L. Andersson et al. Science,  6 de noviembre de 2015.



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