Marte: la sonda Hope degli Emirati Arabi Uniti cattura aurore sfuggenti ed enigmatiche

La missione Hope degli Emirati Arabi Uniti ha individuato un'aurora sfuggente sul Pianeta Rosso

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La missione Hope degli Emirati Arabi Uniti (EAU) ha fatto la sua prima scoperta importante solo un paio di mesi dopo essere arrivata sul Pianeta Rosso: ha condotto osservazioni senza precedenti di un’aurora molto complessa.

Conosciuta anche come Emirates Mars Mission (EMM), Hope è stata progettata per studiare l’atmosfera di Marte attraverso tutti i suoi strati e su scala globale nel corso dell’anno.
La nuova scoperta non rientra nelle principali competenze scientifiche e si è verificata anche prima dell’inizio della missione scientifica formale della sonda, mentre gli scienziati stavano testando gli strumenti: nelle immagini di uno di questi, gli scienziati hanno individuato facilmente un’aurora notturna molto localizzata che gli scienziati hanno fatto fatica a studiare per decenni.

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Dati EMUS che mostrano l’aurora discreta su Marte. La mezzaluna luminosa è il lato illuminato del pianeta, l’aurora discreta è rappresentata dalle crepe, sul lato notturno di Marte. Credit: Emirates Mars Mission

Non sono facili da catturare, ed è per questo che vederle praticamente subito con l’EMM è stato emozionante e inaspettato,” ha spiegato a Space.com Justin Deighan, scienziato planetario presso il Laboratory for Atmospheric and Space Physics dell’Università del Colorado e vice scienziato capo della missione Hope.

Le aurore della Terra sono legate al campo magnetico globale del pianeta e sono attivate da particelle cariche provenienti dal Sole, ma la situazione è leggermente diversa su Marte, dove gli scienziati hanno osservato tre tipi di aurore.

Un tipo di aurora marziana si verifica esclusivamente sul lato illuminato del pianeta, gli altri due sul lato notturno. Uno dei fenomeni notturni si verifica solo durante tempeste solari estremamente forti e illumina l’intero disco, ma questa auroradiscreta“, del tipo che gli scienziati hanno osservato con Hope, non si limita a periodi di intensa attività solare, ma si verifica solo in alcune zone del lato notturno di Marte.

La sonda Mars Express dell’Agenzia Spaziale Europea e l’orbiter MAVEN della NASA hanno entrambi osservato l’aurora discreta, ma non molto bene. Rispetto a Hope, quelle missioni hanno orbitato più vicino alla superficie di Marte e osservato meno del pianeta in un dato momento, e i loro strumenti non erano così potenti.

Si è scoperto che trovare aurore diverse su Marte rispetto alla Terra ha senso, dal momento che le condizioni magnetiche sui due pianeti sono molto diverse. “Le aurore discrete sono legate a una comprensione di Marte che ha iniziato a concretizzarsi davvero solo durante l’era spaziale perché si è scoperto che il pianeta aveva un campo magnetico molto insolito,” ha affermato Deighan. “Sono andati lì negli anni ’60 aspettandosi di vedere qualcosa come il campo magnetico terrestre, e non hanno trovato nulla“.

aurora discreta sul lato notturno di Marte
Rappresentazione artistica dell’aurora discreta sul lato notturno di Marte. Credit: Emirates Mars Mission

Negli anni sono stati compiuti ulteriori progressi nella comprensione delle strane caratteristiche del campo magnetico del Pianeta Rosso: il fenomeno è legato alla crosta marziana, che gli scienziati ora possono studiare più facilmente. Sulla superficie del pianeta sono state trovate zone rocciose che contengono la firma magnetica di un campo magnetico globale che Marte ha poi perso.
In particolare, ha precisato Deighan, le rocce nella parte meridionale del pianeta hanno incuriosito gli scienziati alla ricerca di tracce magnetiche. “Altre parti di Marte sono riemerse, la lava è fluita su di esse o grandi impatti hanno intaccato il campo magnetico, riscaldato il materiale,” ha spiegato l’esperto. “L’emisfero meridionale è molto, molto antico, risale all’inizio del sistema solare,” e lì si trovano quelle tracce, intatte.

Poi, a febbraio, Hope è arrivata su Marte, diventando la prima missione interplanetaria dal mondo arabo. Alla fine di marzo, il personale della missione ha spostato la navicella in un’orbita alta, unica nel suo genere, vicino all’equatore del pianeta, con lo scopo di fornire agli strumenti di Hope una visione d’insieme di Marte.

Gli scienziati della missione, ispirati dalla storia dell’esplorazione del Pianeta Rosso e da tante questioni in sospeso, avevano selezionato 3 strumenti per raccogliere osservazioni sull’atmosfera e sul meteo marziano.
Tra questi strumenti c’è l’Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer, o EMUS, progettato per studiare il sottile e vasto alone di idrogeno e ossigeno che circonda Marte, per aiutare gli scienziati a capire come quei gas riescono a sfuggire nello Spazio, ha spiegato a Space.com Hessa Al Matroushi, a capo della missione scientifica. La raccolta di questi dati richiede uno strumento particolarmente sensibile, ed è così che gli scienziati hanno catturato anche l’aurora.

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Dati EMUS che mostrano l’aurora discreta su Marte. Credit: Emirates Mars Mission

Abbiamo previsto che lo strumento aveva il potenziale per farlo,” ha detto Matroushi. “Non è stato progettato per questo, ma poiché abbiamo una missione che mira alla copertura globale e stiamo osservando Marte da diverse parti e molto frequentemente all’interno dell’atmosfera, questo ci ha consentito di avere una tale misurazione di aurore discrete, qualcosa di davvero emozionante“.

Sebbene l’aurora discreta sia un fenomeno tenue, il suo aspetto era chiaro anche nelle osservazioni di prova che EMUS ha raccolto per la prima volta dopo che Hope è stata posizionata nella sua orbita scientifica. “In pratica si trattava di aprire i file e vedere che erano lì,” ha detto Deighan. “Una volta sovrapposte queste immagini di aurore con mappe del campo crostale che sono state precedentemente realizzate e si sono allineate, abbiamo detto ‘Oh, ecco fatto, è quello che sembra’,” ha affermato Deighan, aggiungendo che le osservazioni aurorali sono esattamente dove ci si aspetta che siano.
Per gli esperti, questa correlazione conferisce alle immagini discrete dell’aurora un’atmosfera inquietante. “È qualcosa di nuovo, ma sai cosa stai guardando, questa cosa strana che continuiamo a incontrare su Marte, questa combinazione di alieno e familiare,” ha detto Deighan.

Ora che gli scienziati di Hope sanno che queste misurazioni sono possibili, prevedono di raccogliere molte più osservazioni dell’aurora discreta mentre prosegue la missione scientifica principale, che è iniziata il 23 maggio e durerà per un anno marziano (687 giorni terrestri).

Queste sono osservazioni che abbiamo già sempre programmato all’interno della nostra orbita,” ha precisato Matroushi. “C’è sempre la possibilità di catturare un’aurora“.

Sebbene le nuove osservazioni siano le più dettagliate fino ad oggi dell’aurora discreta, non chiariscono esattamente quali particelle cariche stiano creando l’effetto, ha evidenziato Deighan. Si ipotizza che i responsabili siano gli elettroni, anche se potrebbero provenire dal Sole o dallo stesso Marte. Quel che è più certo è che la loro energia è limitata. “Sappiamo che non sono particelle super energetiche, sono una sorta di particelle energetiche ordinarie,” ha sottolineato.
Ulteriori osservazioni e analisi più dettagliate potranno aiutare gli scienziati a scoprire da dove provengono queste particelle.

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Rappresentazione artistica di un’aurora vista dalla superficie di Marte. Credit: Emirates Mars Mission

Non è neppure chiaro come sarebbe esattamente l’aurora discreta vista da occhi umani sulla superficie di Marte. EMUS osserva la luce ultravioletta lontana oltre le lunghezze d’onda che gli occhi umani possono elaborare. “Non sarebbero effettivamente visibili ai tuoi occhi,” ha detto Deighan. “Probabilmente ci sono molte aurore in corso su Marte che non sono visibili per l’occhio umano“.
Tuttavia, potrebbe esserci ancora una componente visibile del fenomeno, forse in rosso e verde e blu biancastro, ha proseguito Deighan: in tal caso, il risultato potrebbe essere sorprendente e più facile da osservare rispetto ad altre aurore marziane che potrebbero creare un debole bagliore in tutto il cielo.
L’aurora discreta sarebbe probabilmente più facile da vedere, nel senso che poiché hanno molta struttura e sono sospese nel cielo, l’occhio sarebbe in grado di individuarle – ha concluso Deighan – È difficile individuare un effetto esteso debolmente luminoso, quindi l’aurora discreta sarebbe piuttosto spettacolare“.