Ubicación de la aurora en Marte. Crédito de la imagen: ESA Haga Click para agrandar
Las auroras similares a la aurora boreal de la Tierra parecen ser comunes en Marte, según físicos de la Universidad de California, Berkeley, que han analizado los datos de seis años del Mars Global Surveyor.
El descubrimiento de cientos de auroras en los últimos seis años es una sorpresa, ya que Marte no tiene el campo magnético global que en la Tierra es la fuente de la aurora boreal y la aurora austral antipodal.
trama de los 13,000 eventos aurorales en Marte
Según los físicos, las auroras en Marte no se deben a un campo magnético de todo el planeta, sino que están asociadas con parches de campo magnético fuerte en la corteza, principalmente en el hemisferio sur. Y probablemente tampoco sean tan coloridos, dicen los investigadores: los electrones energéticos que interactúan con las moléculas en la atmósfera para producir el resplandor probablemente solo generan luz ultravioleta, no los rojos, verdes y azules de la Tierra.
"El hecho de que veamos auroras tan a menudo como nosotros es sorprendente", dijo el físico de la Universidad de Berkeley, David A. Brain, autor principal de un artículo sobre el descubrimiento recientemente aceptado por la revista Geophysical Research Letters. "El descubrimiento de auroras en Marte nos enseña algo sobre cómo y por qué suceden en otras partes del sistema solar, incluso en Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno".
Brain y Jasper S. Halekas, ambos físicos asistentes de investigación en el Laboratorio de Ciencias Espaciales de UC Berkeley, junto con sus colegas de UC Berkeley, la Universidad de Michigan, el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y la Universidad de Toulouse en Francia, también informaron sus hallazgos en un póster presentado el viernes 9 de diciembre en la reunión de la American Geophysical Union en San Francisco.
El año pasado, la nave espacial europea Mars Express detectó por primera vez un destello de luz ultravioleta en el lado nocturno de Marte y un equipo internacional de astrónomos lo identificó como un destello auroral en la edición de Nature del 9 de junio de 2005. Al enterarse del descubrimiento, los investigadores de UC Berkeley recurrieron a los datos del Mars Global Surveyor para ver si un paquete de instrumentos de UC Berkeley a bordo, un magnetómetro-electrón reflectómetro, había detectado otra evidencia de auroras. La nave espacial ha estado orbitando Marte desde septiembre de 1997 y desde 1999 ha estado cartografiando desde una altitud de 400 kilómetros (250 millas) la superficie marciana y los campos magnéticos de Marte. Se encuentra en una órbita polar que lo mantiene siempre a las 2 a.m.cuando está en el lado nocturno del planeta.
Una hora después de profundizar en los datos, Brain y Halekas descubrieron evidencia de un destello auroral, un pico en el espectro de energía de electrones idéntico a los picos observados en los espectros de la atmósfera de la Tierra durante una aurora. Desde entonces, han revisado más de 6 millones de grabaciones con el reflectómetro electrónico y encontraron entre los datos unas 13,000 señales con un pico electrónico indicativo de una aurora. Según Brain, esto puede representar cientos de eventos aurorales nocturnos como el flash visto por el Mars Express.
Cuando los dos físicos determinaron la posición de cada observación, las auroras coincidieron precisamente con los márgenes de las áreas magnetizadas en la superficie marciana. El mismo equipo, dirigido por los coautores Mario H. Acuá del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y Robert Lin, profesor de física de UC Berkeley y director del Laboratorio de Ciencias Espaciales, ha mapeado extensivamente estos campos magnéticos de superficie utilizando el magnetómetro / reflectómetro a bordo del Mars Global Surveyor. Así como las auroras de la Tierra ocurren donde las líneas del campo magnético se sumergen en la superficie en los polos norte y sur, las auroras de Marte ocurren en los bordes de las áreas magnetizadas donde las líneas del campo se arquean verticalmente hacia la corteza.
De las 13,000 observaciones aurorales hasta el momento, la más grande parece coincidir con una mayor actividad del viento solar.
"El destello visto por Mars Express parece estar en el extremo brillante de las energías que son posibles", dijo Halekas. "Al igual que en la Tierra, el clima espacial y las tormentas solares tienden a hacer que las auroras sean más brillantes y fuertes".
Representación de campos magnéticos superficiales en Marte
Las auroras de la Tierra son causadas cuando las partículas cargadas del sol chocan contra el campo magnético protector del planeta y, en lugar de penetrar en el suelo, se desvían a lo largo de las líneas de campo hacia el polo, donde se canalizan y chocan con átomos en la atmósfera para crear un óvalo. de luz alrededor de cada poste. Los electrones son una gran proporción de las partículas cargadas, y la actividad auroral está asociada con un proceso físico aún no entendido que acelera los electrones, produciendo un pico revelador en el espectro de las energías de los electrones.
El proceso en Marte es probablemente similar, dijo Lin, en el sentido de que las partículas del viento solar se canalizan hacia el lado nocturno de Marte, donde interactúan con las líneas del campo cortical. La luz ultravioleta se produce cuando las partículas golpean las moléculas de dióxido de carbono.
"Las observaciones sugieren que algún proceso de aceleración ocurre como en la Tierra", dijo. "Algo ha tomado los electrones y les ha dado una patada".
Lo que ese "algo" es sigue siendo un misterio, aunque Lin y sus colegas de UC Berkeley se inclinan hacia un proceso llamado reconexión magnética, donde el campo magnético que viaja con las partículas del viento solar se rompe y se reconecta con el campo de la corteza. Las líneas de campo de reconexión podrían ser lo que arroja las partículas a energías más altas.
Los campos magnéticos superficiales, dijo Brain, son producidos por rocas altamente magnetizadas que ocurren en parches de hasta 1,000 kilómetros de ancho y 10 kilómetros de profundidad. Estos parches probablemente retienen el magnetismo que quedaba de cuando Marte tenía un campo global de forma similar a lo que ocurre cuando una aguja se golpea con un imán, lo que induce la magnetización que permanece incluso después de que se retira el imán. Cuando el campo global de Marte se extinguió hace miles de millones de años, el viento solar pudo quitar la atmósfera. Solo los fuertes campos corticales están todavía alrededor para proteger porciones de la superficie.
"Los llamamos mini-magnetosferas, porque son lo suficientemente fuertes como para resistir el viento solar", dijo Lin, señalando que los campos se extienden hasta 1.300 kilómetros sobre la superficie. Sin embargo, el campo magnético marciano más fuerte es 50 veces más débil que el campo en la superficie de la Tierra. Es difícil explicar cómo estos campos pueden canalizar y acelerar el viento solar de manera eficiente como para generar una aurora, dijo.
Brain, Halekas, Lin y sus colegas esperan extraer los datos del Mars Global Surveyor para obtener más información sobre las auroras y quizás unirse al equipo europeo que opera el Mars Express para obtener datos complementarios sobre los flashes que podrían resolver el misterio de su origen.
"Mars Global Surveyor fue diseñado para una vida útil de 685 días, pero ha sido muy valioso durante más de seis años y todavía estamos obteniendo excelentes resultados", observó Lin.
El trabajo fue apoyado por la NASA. Los coautores de Brain, Halekas, Lin y Acu? A son Laura M. Peticolas, Janet G. Luhmann, David L. Mitchell y Greg T. Delory del Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de Berkeley; Steve W. Bougher de la Universidad de Michigan; y Henri R? me, del Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements en Toulouse.
Fuente original: Comunicado de prensa de UC Berkeley
