Um estranho novo tipo de aurora marciana foi descoberto por cientistas

0
145
Imagens da Sonda Hope mostrando Marte sem aurora (esquerda) e a aurora de prótons irregular (meio e direita). (Créditos: EMM/EMUS)

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

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) – Evolução de Voláteis e da Atmosfera de Marte, na tradução livre – da NASA e a Sonda Hope 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 da EMM (Emirates Mars Mission [Missão em Marte dos Emirados]) 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 do vento solar estar impactando diretamente a atmosfera superior onde quer que observamos emissão auroral”, disse o cientista planetário Mike Chaffin da Universidade do Colorado Boulder (EUA).

“Ao combinar observações aurorais da EMM com medições do 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, como visto nos dados da MAVEN. Elas se formam de maneira bastante semelhante à forma como as auroras na Terra se formam; no entanto, como Marte é uma lugar 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 campo induzido pelo zumbido de partículas carregadas desacelerando à medida que atingem a atmosfera. Por mais fraco que seja, geralmente é adequada 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 envoltório 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 estável esperado, os dados da Sonda Hope 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.

Diagrama comparando os mecanismos de formação de auroras de prótons normais (acima) e irregulares (abaixo). (Créditos: Missão em Marte dos Emirados/Agência Espacial dos Emirados Árabes Unidos)

“Ao examinar várias observações da Missão em Marte dos Emirados 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”, escreveram os pesquisadores em seu paper.

“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 diurno 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 ambas.

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”, escreveram os pesquisadores, “para desvendar todas as implicações dessas condições para a evolução atmosférica de Marte”.

A pesquisa foi publicada na Geophysical Research Letters.