La sonda MAVEN ha mappato le correnti elettriche intorno a Marte, fondamentali per la perdita atmosferica. Il Pianeta Rosso si è profondamente trasformato

Cinque anni dopo l’entrata in orbita attorno a Marte del veicolo spaziale MAVEN della NASA , i dati della missione hanno portato alla creazione di una mappa dei sistemi di corrente elettrica nell’atmosfera marziana.

Queste correnti svolgono un ruolo fondamentale nella perdita atmosferica che ha trasformato Marte da un mondo che avrebbe potuto sostenere la vita in un deserto inospitale“, ha dichiarato il fisico sperimentale Robin Ramstad dell’Università del Colorado, Boulder. “Attualmente stiamo lavorando sull’utilizzo delle correnti per determinare la quantità precisa di energia che viene prelevata dal vento solare e alimenta la fuga atmosferica“. Ramstad è autore principale di un articolo su questa ricerca, pubblicato il 25 maggio su Nature Astronomy .

Marte
I dati MAVEN hanno permesso la realizzazione della prima mappa dei sistemi di corrente elettrica (frecce blu e rosse) che modellano il campo magnetico indotto che circonda Marte.
Credit: NASA/Goddard/MAVEN/CU Boulder/SVS/Cindy Starr

Simile a ciò che accade sulla Terra

Anche la Terra ha tali sistemi: possiamo persino vederli sotto forma di coloratissime esposizioni di luce nel cielo notturno vicino alle regioni polari note come aurore. L’aurora è fortemente legata alle correnti, generate dall’interazione dal campo magnetico terrestre con il vento solare, che scorrono lungo le linee del campo magnetico verticale nell’atmosfera, concentrandosi nelle regioni polari. Studiare il flusso di elettricità a migliaia di chilometri sopra le nostre teste, tuttavia, racconta solo una parte della storia della situazione su Marte. La differenza sta nei rispettivi campi magnetici dei pianeti, perché mentre il magnetismo della Terra proviene dall’interno, quello di Marte no.

La formazione delle aurore polari

Campi magnetici planetari

Il magnetismo terrestre proviene dal suo nucleo, dove il ferro fuso, elettricamente conduttore scorre sotto la crosta. Il campo magnetico è globale, il che significa che circonda l’intero pianeta. Poiché Marte è un pianeta roccioso come la Terra, si potrebbe supporre che lo stesso tipo di paradigma magnetico funzioni anche lì. Tuttavia, Marte non genera un campo magnetico da solo, al di fuori di chiazze relativamente piccole di crosta magnetizzata. Qualcosa di diverso da ciò che osserviamo sulla Terra accade sul Pianeta Rosso.

Cosa sta succedendo a Marte?

Il vento solare, costituito in gran parte da elettroni e protoni caricati elettricamente, soffia costantemente dal Sole ad oltre un milione di chilometri all’ora. Anche il vento solare è magnetizzato e questo campo magnetico non può facilmente penetrare nell’atmosfera superiore di pianeti non magnetizzati come Marte. Invece, le correnti che induce nella ionosfera del pianeta causano un accumulo e un rafforzamento del campo magnetico, creando una cosiddetta magnetosfera indotta. Come il vento solare alimenta questa magnetosfera indotta su Marte non è stato ancora ben compreso.

Rappresentazione artistica di MAVEN in orbita intorno a Marte. Credit: NASA/JPL

Quando gli ioni e gli elettroni del vento solare si infrangono in questo campo magnetico indotto, sono costretti a fluire a causa della loro carica elettrica opposta. Alcuni ioni scorrono in una direzione, altri elettroni nell’altra direzione, formando correnti elettriche che si propagano dal lato giorno al lato notte del pianeta. Allo stesso tempo, i raggi X e la radiazione ultravioletta ionizzano costantemente parte dell’atmosfera superiore di Marte, trasformandola in una combinazione di elettroni e ioni caricati elettricamente che possono condurre elettricità. “L’atmosfera di Marte si comporta un po’ come una sfera di metallo che chiude un circuito elettrico“, ha detto Ramstad.

Sia MAVEN che le precedenti missioni avevano già trovato alcuni indizi, ma non sono mai state in grado di mappare l’intero circuito, dalla sua generazione nel vento solare, al deposito di energia elettrica nell’atmosfera superiore. Rilevare direttamente queste correnti nello spazio è incredibilmente difficile. Fortunatamente, le correnti distorcono i campi magnetici nel vento solare e sono rilevabili dal sensibile magnetometro MAVEN. 

Il destino del pianeta rosso

Senza un campo magnetico globale, le correnti indotte dal vento solare possono formare una connessione elettrica diretta all’atmosfera superiore marziana. Le correnti trasformano l’energia del vento solare in campi magnetici ed elettrici che accelerano le particelle atmosferiche cariche nello spazio, causando la perdita di atmosfera. Quest’ultima ha contribuito alla trasformazione di Marte da un pianeta caldo ed umido, che avrebbe potuto ospitare la vita, in un freddo deserto globale. MAVEN sta continuando ad analizzare come accade questo processo e quanta atmosfera del pianeta è andata perduta nel tempo.

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