Quest’anno il Sole ha raggiunto un periodo di massima attività chiamato massimo solare, e gli scienziati hanno atteso con trepidazione le conseguenti epiche tempeste solari. Negli ultimi mesi, i rover e gli orbiter della NASA su Marte hanno offerto ai ricercatori una posizione privilegiata per osservare una serie di brillamenti solari ed espulsioni di massa coronale che hanno colpito il Pianeta Rosso, causando persino aurore marziane.
Questa “miniera d’oro” di dati scientifici ha offerto un’opportunità senza precedenti per studiare come tali eventi si sviluppano nello Spazio profondo e valutare l’esposizione alle radiazioni che potrebbero incontrare i primi astronauti su Marte.
L’evento più significativo è avvenuto il 20 maggio con un brillamento solare stimato come X12 (i brillamenti solari di classe X sono i più potenti), valutazione basata sui dati del Solar Orbiter, una missione congiunta ESA (Agenzia Spaziale Europea) e NASA. Il brillamento ha inviato raggi X e raggi gamma verso Marte, mentre una successiva espulsione di massa coronale ha lanciato particelle cariche. Muovendosi alla velocità della luce, i raggi X e gamma del brillamento sono arrivati per primi, mentre le particelle cariche hanno raggiunto Marte in pochi minuti.
Il meteo spaziale in evoluzione è stato seguito da vicino dagli analisti del Moon to Mars Space Weather Analysis Office presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, che hanno segnalato la possibilità di particelle cariche in arrivo dopo l’espulsione di massa coronale.
Se degli astronauti fossero stati accanto al rover Curiosity della NASA in quel momento, avrebbero ricevuto una dose di radiazioni di 8.100 microgray, equivalente a 30 radiografie toraciche. Anche se non letale, è stato il picco più grande misurato dal Radiation Assessment Detector (RAD) di Curiosity da quando il rover è atterrato 12 anni fa.
I dati del RAD aiuteranno gli scienziati a preparare le missioni per i livelli più alti di esposizione alle radiazioni che potrebbero affrontare gli astronauti, che potrebbero usare il paesaggio marziano per proteggersi. “Scogliere o tunnel di lava fornirebbero ulteriore protezione per un astronauta da un evento del genere. In orbita marziana o nello Spazio profondo, il tasso di dose sarebbe significativamente maggiore,” ha spiegato Don Hassler, principal investigator di RAD presso la Solar System Science and Exploration Division del Southwest Research Institute in Colorado. “Non sarei sorpreso se questa regione attiva sul Sole continuasse a eruttare, significando ancora più tempeste solari sia sulla Terra che su Marte nelle prossime settimane“.
Durante l’evento del 20 maggio, l’energia della tempesta ha colpito la superficie, tanto che le immagini in bianco e nero delle telecamere di navigazione di Curiosity erano punteggiate da “neve”, cioè strisce e punti bianchi causati da particelle cariche che colpivano le telecamere.
Similmente, la telecamera stellare utilizzata per l’orientamento dell’orbiter Mars Odyssey della NASA del 2001 è stata inondata di energia da particelle solari, andando momentaneamente fuori servizio. Va chiarito che Odyssey ha altri modi per orientarsi e ha recuperato la funzionalità della telecamera entro un’ora. Anche con la breve interruzione della sua telecamera stellare, però, l’orbiter ha raccolto dati vitali su raggi X, raggi gamma e particelle cariche utilizzando il suo High-Energy Neutron Detector.
Questa non è stata la prima esperienza di Odyssey con un brillamento solare: nel 2003, le particelle solari da un brillamento solare che fu stimato essere un X45 hanno bruciato il rilevatore di radiazioni di Odyssey, progettato per misurare tali eventi.
Aurore su Marte
In alto sopra Curiosity, l’orbiter MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) della NASA ha catturato un altro effetto dell’attività solare recente: aurore luminose sul pianeta. Il modo in cui queste aurore si verificano è diverso da quelle viste sulla Terra.
Il nostro pianeta è protetto dalle particelle cariche da un campo magnetico robusto, che normalmente limita le aurore alle regioni vicino ai poli. Marte ha perso il suo campo magnetico generato internamente nel passato antico, quindi non c’è protezione dal bombardamento di particelle energetiche. Quando le particelle cariche colpiscono l’atmosfera marziana, si verificano aurore che avvolgono l’intero pianeta.
Durante gli eventi solari, il Sole rilascia una vasta gamma di particelle energetiche. Solo le più energetiche possono raggiungere la superficie per essere misurate dal RAD. Particelle leggermente meno energetiche, quelle che causano le aurore, sono rilevate dallo strumento Solar Energetic Particle di MAVEN.
Gli scienziati possono utilizzare i dati di quello strumento per ricostruire una cronologia di ogni minuto mentre le particelle solari passavano, analizzando meticolosamente come l’evento si è sviluppato.
“Questo è stato il più grande evento di particelle energetiche solari che MAVEN abbia mai visto,” ha affermato Christina Lee, responsabile MAVEN Space Weather presso lo Space Sciences Laboratory dell’Università della California, Berkeley. “Ci sono stati diversi eventi solari nelle settimane passate, quindi abbiamo visto ondate successive di particelle colpire Marte“.
Nuove missioni su Marte
I dati provenienti dai veicoli spaziali della NASA non aiuteranno solo le future missioni planetarie verso il Pianeta Rosso. Stanno contribuendo a una ricchezza di informazioni raccolte dalle altre missioni di eliofisica dell’agenzia, tra cui Voyager, Parker Solar Probe e la prossima missione ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers).
Prevista per il lancio alla fine del 2024, la missione ESCAPADE, con i suoi 2 piccoli satelliti orbiterà attorno a Marte, osserverà il meteo spaziale da una prospettiva unica e dettagliata, più dettagliata di quanto MAVEN possa attualmente fare da solo.
