Localização da aurora em Marte. Crédito da imagem: ESA Clique para ampliar
Auroras semelhantes às luzes do norte da Terra parecem ser comuns em Marte, de acordo com físicos da Universidade da Califórnia, Berkeley, que analisaram seis anos de dados do Mars Global Surveyor.
A descoberta de centenas de auroras nos últimos seis anos é uma surpresa, pois Marte não possui o campo magnético global que na Terra é a fonte da aurora boreal e da antipodal aurora australis.
trama dos 13.000 eventos aurorais em Marte
Segundo os físicos, as auroras em Marte não são devidas a um campo magnético em todo o planeta, mas, em vez disso, estão associadas a manchas de forte campo magnético na crosta, principalmente no hemisfério sul. E eles provavelmente também não são tão coloridos, dizem os pesquisadores: os elétrons energéticos que interagem com as moléculas na atmosfera para produzir o brilho provavelmente geram apenas luz ultravioleta - não os vermelhos, verdes e azuis da Terra.
"O fato de vermos auroras com tanta frequência quanto é surpreendente", disse o físico da Universidade de Berkeley, David A. Brain, autor principal de um artigo sobre a descoberta recentemente aceita pela revista Geophysical Research Letters. "A descoberta de auroras em Marte nos ensina algo sobre como e por que elas acontecem em outras partes do sistema solar, incluindo Júpiter, Saturno, Urano e Netuno."
Brain e Jasper S. Halekas, físicos assistentes de pesquisa no Laboratório de Ciências Espaciais da UC Berkeley, juntamente com seus colegas da UC Berkeley, da Universidade de Michigan, do Goddard Space Flight Center da NASA e da Universidade de Toulouse, na França, também relataram suas descobertas em um estudo. cartaz apresentado sexta-feira, 9 de dezembro, na reunião da União Geofísica Americana em San Francisco.
No ano passado, a sonda européia Mars Express detectou pela primeira vez um flash de luz ultravioleta no lado noturno de Marte e uma equipe internacional de astrônomos identificou-o como um flash auroral na edição de 9 de junho de 2005 da revista Nature. Ao ouvir a descoberta, os pesquisadores da UC Berkeley procuraram dados do Mars Global Surveyor para ver se um pacote de instrumentos da UC Berkeley a bordo - um refletômetro de magnetômetro-elétron - havia detectado outras evidências de auroras. A sonda orbita Marte desde setembro de 1997 e desde 1999 mapeia a uma altitude de 400 quilômetros (250 milhas) da superfície marciana e dos campos magnéticos de Marte. Ele fica em uma órbita polar que o mantém sempre às duas da manhã, quando está do lado noturno do planeta.
Uma hora após a primeira investigação dos dados, Brain e Halekas descobriram evidências de um flash auroral - um pico no espectro de energia eletrônica idêntico aos picos vistos nos espectros da atmosfera da Terra durante uma aurora. Desde então, eles revisaram mais de 6 milhões de gravações pelo refletômetro de elétrons e encontraram entre os dados cerca de 13.000 sinais com um pico de elétrons indicativo de uma aurora. Segundo Brain, isso pode representar centenas de eventos aurorais à noite, como o flash visto pelo Mars Express.
Quando os dois físicos identificaram a posição de cada observação, as auroras coincidiram precisamente com as margens das áreas magnetizadas na superfície marciana. A mesma equipe, liderada pelos co-autores Mario H. Acuña, do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, e Robert Lin, professor de física da UC Berkeley e diretor do Laboratório de Ciências Espaciais, mapeou extensivamente esses campos magnéticos da superfície usando o magnetômetro / refletômetro a bordo do Mars Global Surveyor. Assim como as auroras da Terra ocorrem onde as linhas do campo magnético mergulham na superfície nos pólos norte e sul, as auroras de Marte ocorrem nas bordas das áreas magnetizadas, onde as linhas do campo estão verticalmente na crosta.
Das 13.000 observações aurorais até agora, as maiores parecem coincidir com o aumento da atividade eólica solar.
"O flash visto pelo Mars Express parece estar no final brilhante das energias possíveis", disse Halekas. "Assim como na Terra, o clima espacial e as tempestades solares tendem a tornar as auroras mais brilhantes e mais fortes."
Representação dos campos magnéticos da superfície em Marte
As auroras da Terra são causadas quando partículas carregadas do sol batem no campo magnético protetor do planeta e, em vez de penetrarem no solo, são desviadas ao longo das linhas de campo para o pólo, onde se afunilam e colidem com átomos na atmosfera para criar uma forma oval. de luz em torno de cada poste. Os elétrons são uma grande proporção das partículas carregadas, e a atividade auroral está associada a um processo físico ainda não compreendido que acelera os elétrons, produzindo um pico revelador no espectro de energias eletrônicas.
O processo em Marte é provavelmente semelhante, disse Lin, porque as partículas do vento solar são canalizadas para o lado noturno de Marte, onde interagem com as linhas de campo da crosta terrestre. A luz ultravioleta é produzida quando as partículas atingem as moléculas de dióxido de carbono.
"As observações sugerem que algum processo de aceleração ocorre como na Terra", disse ele. "Algo pegou os elétrons e deu-lhes um chute."
O que esse "algo" é permanece um mistério, embora Lin e seus colegas da UC Berkeley se inclinem para um processo chamado reconexão magnética, onde o campo magnético que viaja com as partículas do vento solar se rompe e se reconecta com o campo da crosta. As linhas de campo de reconexão podem ser o que lança as partículas para energias mais altas.
Os campos magnéticos da superfície, disse Brain, são produzidos por rochas altamente magnetizadas que ocorrem em manchas de até 1.000 quilômetros de largura e 10 quilômetros de profundidade. Esses patches provavelmente retêm o magnetismo deixado quando Marte teve um campo global de maneira semelhante ao que ocorre quando uma agulha é pressionada por um ímã, induzindo a magnetização que permanece mesmo depois que o ímã é retirado. Quando o campo global de Marte desapareceu bilhões de anos atrás, o vento solar foi capaz de remover a atmosfera. Apenas os fortes campos da crosta ainda estão por aí para proteger partes da superfície.
"Nós os chamamos de mini-magnetosferas, porque são fortes o suficiente para resistir ao vento solar", disse Lin, observando que os campos se estendem até 1.300 quilômetros acima da superfície. No entanto, o campo magnético marciano mais forte é 50 vezes mais fraco que o campo na superfície da Terra. É difícil explicar como esses campos são capazes de canalizar e acelerar o vento solar com eficiência suficiente para gerar uma aurora, disse ele.
Brain, Halekas, Lin e seus colegas esperam explorar os dados do Mars Global Surveyor para obter mais informações sobre as auroras e talvez se juntar à equipe européia que opera o Mars Express para obter dados complementares sobre os flashes que possam resolver o mistério de sua origem.
“O Mars Global Surveyor foi projetado para uma vida útil de 685 dias, mas é muito valioso há mais de seis anos e ainda estamos obtendo ótimos resultados”, observou Lin.
O trabalho foi apoiado pela NASA. Os co-autores com Brain, Halekas, Lin e Acuña são Laura M. Peticolas, Janet G. Luhmann, David L. Mitchell e Greg T. Delory, do Laboratório de Ciências Espaciais da UC Berkeley; Steve W. Bougher, da Universidade de Michigan; e Henri R? me do Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements em Toulouse.
Fonte original: Comunicado de imprensa da UC Berkeley
