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.
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.
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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