MAVEN observa espetáculo marciano de luz provocado por grande tempestade solar

Pela primeira vez nos seus oito anos em órbita de Marte, a missão MAVEN da NASA testemunhou simultaneamente dois tipos diferentes de auroras ultravioletas, o resultado de tempestades solares que começaram no dia 27 de agosto.

Impressão de artista da sonda MAVEN em órbita de Marte. Crédito: NASA

A missão MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) é o único recurso em Marte capaz de observar a atividade do Sol e a resposta da fina atmosfera marciana ao mesmo tempo. As análises e simulações em tempo real das erupções solares, pelo Gabinete de Análise Meteorológica Espacial M2M (Moon to Mars) da NASA, também permitiram à equipa da MAVEN prever corretamente quando a tempestade solar em desenvolvimento chegaria ao Planeta Vermelho.

A previsão exata do clima espacial é fundamental para ajudar a proteger as missões atuais e os futuros exploradores humanos no Planeta Vermelho porque, ao contrário da Terra, Marte não tem um campo magnético global para se proteger contra a radiação nociva que as tempestades solares podem trazer.

Coluna da esquerda: de cima para baixo, dados MAVEN que mostram o vento solar, as partículas energéticas solares, a força da aurora de protões e a força da aurora difusa. A 30 de agosto, uma tempestade solar (uma EMC, ou ejeção de massa coronal) impactou Marte e podem ser claramente vistos um aumento dos fluxos solares, bem como os dois tipos de auroras resultantes. Direita: um esquema do vento solar no lado diurno de Marte conduzindo a aurora de protões e as partículas energéticas solares no lado noturno de Marte conduzindo a aurora difusa. Crédito: LASP/Universidade do Colorado, Boulder, Universidade da Califórnia, Berkeley

Começou com o Sol

No dia 27 de agosto, uma região ativa no Sol produziu uma série de erupções solares, que são intensas explosões de radiação. A atividade das erupções foi acompanhada por uma ejeção de massa coronal (EMC), uma explosão massiva de gás e energia magnética que deixa o Sol e se propaga através do espaço. Esta EMC interplanetária impactou Marte alguns dias mais tarde.

Esta EMC produziu um dos mais brilhantes eventos de partículas altamente energéticas que a nave espacial MAVEN alguma vez observou. As partículas que foram aceleradas antes da EMC foram observadas em Marte pelo detetor da MAVEN no dia 27 de agosto. De facto, muitos dos instrumentos da MAVEN foram coletivamente capazes de medir a força da tempestade solar, incluindo o EUV (Extreme Ultraviolet Monitor), o MAG (Magnetómetro), o SWIA (Solar Wind Ion Analyzer) e o SWEA (Solar Wind Electron Analyzer).

"Utilizando modelos meteorológicos espaciais da propagação das EMCs, determinámos quando a estrutura chegaria e teria impacto em Marte", disse Christina Lee, física espacial na Universidade da Califórnia, Berkeley, membro da equipa da missão MAVEN e que está a colaborar com cientistas do Gabinete de Análise Meteorológica Espacial M2M. "Isto permitiu à equipa MAVEN antecipar alguns distúrbios excitantes na atmosfera de Marte devido aos impactos da EMC interplanetária e das partículas energéticas solares associadas".

"Apanhando" o espetáculo marciano de luz

As partículas libertadas pela tempestade solar bombardearam a atmosfera de Marte, causando auroras brilhantes em comprimentos de onda ultravioletas. O instrumento IUVS (Imaging Ultraviolet Spectrograph) da MAVEN observou dois tipos: aurora difusa e aurora de protões. 

Parte da razão pela qual esta incrível dupla foi observada ao mesmo tempo resumiu-se ao "timing". Marte está no final da época das tempestades de poeira, que ocorre todos os anos marcianos durante a sua maior aproximação do Sol. Estas tempestades de poeira aquecem a atmosfera o suficiente para permitir que o vapor de água atinja altitudes elevadas, onde é quebrado pela radiação solar ultravioleta, libertando átomos de hidrogénio no processo.

Quando o vento solar que chega atinge este hidrogénio extra, o lado diurno do planeta ilumina-se com emissões ultravioletas. Estas "auroras de protões" coincidiram por acaso com a chegada de partículas energéticas ainda mais dinâmicas que penetraram ainda mais na atmosfera, criando auroras difusas visíveis ao longo de todo o lado noturno.

Sumedha Gupta, investigadora pós-doutorada da equipa do IUVS no Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado, Boulder, notou pela primeira vez a coincidência durante a sua verificação de rotina dos dados recebidos alguns dias após o evento. "Fiquei tão surpreendida por ver a aurora de protões ao mesmo tempo que a aurora difusa, porque isso nunca tinha acontecido antes", disse. "Ambas estão a aumentar com a atividade solar, por isso esperamos que continue a acontecer!"

Um sinal das tempestades que se avizinham

Este espetáculo de luzes é um sinal do que está para vir para Marte e para a equipa da MAVEN. O Sol está a tornar-se cada vez mais ativo com eventos, como erupções ou EMCs, à medida que se aproxima do máximo solar em 2024-2025. O máximo solar é quando a atividade solar atinge o pico do ciclo solar de 11 anos do Sol, o que significa que as EMCs e as partículas energéticas devem aumentar em frequência e continuar a ter impacto na atmosfera de Marte.

"É excitante ainda estar a observar 'primeiros' como estas auroras simultâneas tantos anos na missão. Temos tanto a aprender sobre a atmosfera e como as tempestades solares afetam o Planeta Vermelho", disse Shannon Curry, investigadora principal da MAVEN na Universidade da Califórnia, Berkeley. "A nossa equipa mal consegue esperar pelos próximos anos a observar as condições mais extremas durante a vida da missão da MAVEN".

Fonte: Astronomia OnLine