Novo tipo misterioso de aurora é descoberto em Marte

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Uma colaboração entre duas sondas espaciais orbitando Marte possibilitou a descoberta de um novo tipo misterioso de aurora no planeta, conforme relatado em um artigo publicado esta semana no Geophysical Research Letters.

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A espaçonave MAVEN (sigla em inglês para Atmosfera e Evolução Volátil de Marte), da NASA, e a sonda Hope, dos Emirados Árabes Unidos, trabalharam juntas para analisar as auroras de prótons ultravioletas que se formam no alto da atmosfera marciana.

Imagens da sonda Hope mostram Marte a evolução das auroras de prótons irregulares em Marte. Crédito: EMM/EMUS

Segundo os resultados da nova pesquisa, esses eventos diurnos nem sempre são difusos e distribuídos uniformemente, mas também podem ser altamente dinâmicos e variáveis, contendo estruturas em escala fina. “As observações da EMM (Emirates Mars Mission) sugeriram que a aurora era tão difundida e desorganizada que o ambiente de plasma ao redor de Marte deve ter sido realmente perturbado, a ponto de o vento solar estar afetando diretamente a atmosfera superior onde quer que se observasse a emissão auroral”, diz o cientista planetário Mike Chaffin, da Universidade de Colorado Boulder, nos EUA.

“Combinando observações da EMM com medições 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 agindo sobre o planeta”, explicou.

As auroras de prótons – o tipo mais comum em Marte – foram descritas pela primeira vez em 2018, com base nos dados da MAVEN. Elas se formam de maneira bastante semelhante à qual as auroras na Terra são produzidas. No entanto, tendo em vista que Marte não tem uma magnetosfera internamente impulsionada como a da Terra, o resultado é sem igual.

De acordo com o site Science Alert, o mais semelhante que o Planeta Vermelho tem a um campo magnético é algo muito frágil, induzido pelo zumbido de partículas carregadas desacelerando enquanto entram na atmosfera. Por mais fraco que seja, no entanto, é adequado o suficiente para desviar muitos dos prótons de alta velocidade e nêutrons que disparam do Sol.

Quando carregados positivamente no vento solar, os prótons colidem com o invólucro de hidrogênio de Marte e se tornam ionizados, roubando elétrons dos átomos de hidrogênio para se tornarem neutros.

Esta troca de carga permite que as partículas neutras contornem o choque de arco do campo magnético ao redor de Marte, irradiando na atmosfera superior e emitindo luz ultravioleta. Acreditava-se que esse processo produzia de forma confiável a emissão auroral uniforme sobre o lado diurno de Marte, mas as novas observações mostram o contrário.

No lugar do perfil suave esperado, os dados da sonda Hope mostram que, às vezes, a aurora é irregular, sugerindo que pode haver processos desconhecidos em jogo durante sua formação.

É onde a MAVEN entra em cena. O orbitador da NASA carrega uma suíte completa de instrumentos de plasma para sondar o vento solar, o ambiente magnético e íons térmicos no espaço ao redor de Marte.

A espaçonave tomava medidas enquanto, simultaneamente, a sonda Hope observava a aurora excêntrica, e os dados combinados permitiram que os cientistas entendessem a razão por trás disso. “Examinando várias observações da EMM sobre auroras irregulares que têm diferentes formas e locais, e combinando essas imagens com medições de plasma feitas pela MAVEN, concluímos que uma série de processos podem produzir auroras irregulares”, disseram os pesquisadores. “A aurora irregular é principalmente o resultado da turbulência plasmática, que em algumas circunstâncias leva à deposição direta do vento solar em todo o planeta”.

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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, haver implicações a longo prazo na atmosfera, bem como a redução de água: sem um campo magnético global, Marte tende a perder ambos. Curiosamente, a lisa e irregular aurora de prótons pode ajudar os cientistas a entender pelo menos um desses mecanismos, 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 para identificar todas as implicações dessas condições para a evolução atmosférica de Marte”, concluem os autores.

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