Un tipo de aurora marciana identificada por primera vez por la nave espacial MAVEN de la NASA en 2016 es en realidad la forma más común de aurora que ocurre en el planeta rojo, según los nuevos resultados de la misión. La aurora se conoce como aurora de protones y puede ayudar a los científicos a rastrearpérdida de agua de la atmósfera de Marte.
En la Tierra, las auroras se ven comúnmente como pantallas coloridas de luz en el cielo nocturno cerca de las regiones polares, donde también se les conoce como las luces norte y sur. Sin embargo, la aurora protónica en Marte ocurre durante el día y emite rayos ultravioletaluz, por lo que es invisible al ojo humano pero detectable por el instrumento Imaging UltraViolet Spectrograph IUVS en la nave espacial MAVEN Atmósfera de Marte y Evolución Volátil.
La misión de MAVEN es investigar cómo el Planeta Rojo perdió gran parte de su atmósfera y agua, transformando su clima de uno que podría haber soportado la vida a uno frío, seco e inhóspito. Dado que la aurora de protones se genera indirectamente por el hidrógeno derivadodel agua marciana que se está perdiendo en el espacio, esta aurora podría usarse para ayudar a rastrear la pérdida de agua marciana en curso.
"En este nuevo estudio que utiliza datos de MAVEN / IUVS de varios años en Marte, el equipo descubrió que los períodos de mayor escape atmosférico corresponden con aumentos en la ocurrencia e intensidad de protones auroras", dijo Andréa Hughes, de la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle en Daytona Beach, Florida. Hughes es autor principal de un artículo sobre esta investigación publicado el 12 de diciembre en el Revista de Investigación Geofísica, Física Espacial . "Quizás un día, cuando el viaje interplanetario se vuelva común, los viajeros que lleguen a Marte durante el verano del sur tendrán asientos en primera fila para observar la aurora protónica marciana bailando majestuosamente a lo largo del día del planeta mientras usan gafas sensibles a los rayos ultravioleta, por supuesto". Estos viajeros presenciarán de primera mano las etapas finales de Marte que pierden el resto de su agua en el espacio". Hughes presentará la investigación el 12 de diciembre en la reunión de la Unión Geofísica Americana en San Francisco.
Diferentes fenómenos producen diferentes tipos de auroras. Sin embargo, todas las auroras de la Tierra y Marte están alimentadas por actividad solar, ya sean explosiones de partículas de alta velocidad conocidas como tormentas solares, erupciones de gas y campos magnéticos conocidos como eyecciones de masa coronal,o ráfagas en el viento solar, una corriente de gas conductor de electricidad que sopla continuamente en el espacio a alrededor de un millón de millas por hora. Por ejemplo, las luces del norte y del sur en la Tierra suceden cuando la actividad solar violenta perturba la magnetosfera de la Tierra, causando electrones de alta velocidad achoca contra partículas de gas en la atmósfera superior nocturna de la Tierra y las hace brillar. Procesos similares generan la aurora discreta y difusa de Marte, dos tipos de auroras que se observaron previamente en el lado nocturno marciano.
La aurora de protones se forma cuando los protones del viento solar que son átomos de hidrógeno despojados de sus electrones solitarios por el calor intenso interactúan con la atmósfera superior del lado de Marte. A medida que se acercan a Marte, los protones que entran con el viento solar se transforman en neutroátomos al robar electrones de átomos de hidrógeno en el borde exterior de la corona de hidrógeno marciana, una enorme nube de hidrógeno que rodea el planeta. Cuando esos átomos entrantes de alta velocidad golpean la atmósfera, parte de su energía se emite como luz ultravioleta.
Cuando el equipo de MAVEN observó por primera vez la aurora de protones, pensaron que era un hecho relativamente inusual. "Al principio, creíamos que estos eventos eran bastante raros porque no estábamos mirando los momentos y lugares correctos", dijo Mike Chaffin, científico investigador del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial LASP de la Universidad de Colorado y segundo autor del estudio. "Pero después de una mirada más cercana, descubrimos que las auroras de protones están ocurriendo con mucha más frecuencia en las observaciones de días al sur del verano de lo que inicialmenteesperado ". El equipo ha encontrado auroras de protones en aproximadamente el 14 por ciento de sus observaciones diurnas, lo que aumenta a más del 80 por ciento del tiempo cuando solo se consideran las observaciones diurnas del sur del verano". En comparación, IUVS ha detectado auroras difusas en Marte en unpocos por ciento de las órbitas con geometría favorable y detecciones discretas de auroras aún son más raras en el conjunto de datos ", dijo Nick Schneider, coautor y líder del equipo de IUVS en LASP.
La correlación con el verano del sur dio una pista de por qué las auroras de protones son tan comunes y cómo podrían usarse para rastrear la pérdida de agua. Durante el verano del sur en Marte, el planeta también está cerca de su distancia más cercana al Sol en su órbitay pueden producirse grandes tormentas de polvo. El calentamiento del verano y la actividad del polvo parecen causar auroras de protones al forzar el vapor de agua en la atmósfera. La luz ultravioleta solar extrema rompe el agua en sus componentes, hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno ligero está débilmente unido por Marte 'gravedad y mejora la corona de hidrógeno que rodea a Marte, aumentando la pérdida de hidrógeno en el espacio. Más hidrógeno en la corona hace que las interacciones con los protones del viento solar sean más comunes, haciendo que la aurora de protones sea más frecuente y brillante.
"Todas las condiciones necesarias para crear una aurora de protones marcianos por ejemplo, protones de viento solar, una atmósfera de hidrógeno extendida y la ausencia de un campo magnético dipolar global están más comúnmente disponibles en Marte que las necesarias para crear otros tipos de auroras,"dijo Hughes." Además, la conexión entre las observaciones de MAVEN del aumento de la fuga atmosférica y los aumentos en la frecuencia e intensidad de la aurora protónica significa que la aurora protónica puede usarse como un proxy de lo que está sucediendo en la corona de hidrógeno que rodea a Marte, y por lo tanto, un proxypara tiempos de mayor escape atmosférico y pérdida de agua "
Esta investigación fue financiada por la misión MAVEN. El investigador principal de MAVEN se encuentra en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder, Colorado, y la NASA Goddard administra el proyecto MAVEN. La NASA está explorando nuestro Sistema Solar y más allá, descubriendomundos, estrellas y misterios cósmicos cercanos y lejanos con nuestra poderosa flota de misiones espaciales y terrestres.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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