Nuovi dettagli sulle aurore marziane

La sonda europea Mars Express ha raccolto preziose informazioni sulle aurore ultraviolette marziane, facendo luce sui meccanismi che regolano questi rari e misteriosi eventi.

Le aurore si formano quando le particelle elettricamente cariche del vento solare seguono il campo magnetico planetario ed entrano in collisione con diverse molecole nell'atmosfera, dando vita a coloratissimi spettacoli nel cielo. Oltre che sulla Terra, le aurore sono state osservate su altri pianeti, compresi quelli dotati di campi magnetici molto più potenti del nostro, come Saturno e Giove. Tuttavia, in tempi recenti sono state individuate aurore anche su pianeti sprovvisti di campi magnetici globali, come Marte e Venere, dove le particelle del vento solare interagiscono direttamente con l'atmosfera.
Nonostante Marte abbia perso da tempo il suo campo magnetico globale, alcune regioni della crosta mostrano tracce di magnetismo residuo. Anche questi debolissimi campi magnetici possono aumentare notevolmente le probabilità della formazione di un'aurora. Mars Express divenne la prima sonda a osservare una sorgente di luce ultravioletta al di sopra di queste regioni durante la notte poco dopo il suo arrivo nell'orbita marziana nel 2003.

"Ora, con 10 anni di dati, siamo andati ben oltre l'identificazione iniziale e abbiamo una comprensione migliore delle caratteristiche di questo interessante fenomeno," spiega Jean-Claude Gérard dell'Università di Liegi. 

Analizzando 113 orbite notturne, gli scienziati sono riusciti a individuare 16 aurore distribuite su nove orbite. Muovendo l'occhio robotico di Mars Express in modo da osservare l'atmosfera di profilo, gli scienziati hanno individuato altre tre aurore a un'altitudine media di 137 chilometri.

"Le aurore ultraviolette sono molto rare e transienti: durano solo qualche secondo", aggiunge Lauriane Soret dell'Università di Liegi. "Anche se Mars Express ha sorvolato ogni regione molte volte, le aurore non sembrano ripetersi una seconda volta nello stesso punto."

Mentre il sensore a ultravioletti di Mars Express rilevava la presenza delle aurore, un altro strumento a bordo della sonda era intento a misurare l'energia degli elettroni in collisione con l'atmosfera. Unendo queste osservazioni, gli scienziati sono giunti alla conclusione che le aurore sembrano manifestarsi solo in condizioni precise, al confine tra le linee di campo chiuse e quelle aperte. Inoltre, la posizione in cui sono state osservate le aurore rispetto al punto di collisione degli elettroni con l'atmosfera suggerisce che le linee di campo magnetico che guidano gli elettroni siano inclinate rispetto alla verticale.

"Sembra che le emissioni siano controllate da una forma speciale del campo magnetico locale: quando inizia ad aprirsi, assume una forma a ombrello, spalancando le porte agli elettroni energetici," aggiunge Gérard.

Gli elettroni energetici in entrata vengono accelerati da linee elettriche transienti lungo le linee del campo magnetico residuo e interagiscono con le molecole di anidride carbonica presenti nell'atmosfera, risultando nelle emissioni ultraviolette osservate da Mars Express.

"Siamo stati in grado di usare tutti questi dati nelle nostre simulazioni per riprodurre le aurore alle altitudini osservate," aggiunge Soret. "Abbiamo scoperto che le aurore ultraviolette associate ad anomalie magnetiche nella crosta marziana sono eventi circoscritti, rari e transienti che mutano nello spazio e nel tempo. Sono molto diversi dalle aurore osservate su altri pianeti."

Photo Copyright Based on data from J-C. Gérard et al (2015)