Simulação computacional da interação do vento solar com partículas eletricamente carregadas (iões) na atmosfera superior de Marte. As linhas representam os percursos de iões individuais e as cores representam a sua energia, e mostram que a pluma solar (vermelho) contém os iões mais energéticos.
Crédito: X. Fang, Universidade do Colorado, equipa científica da MAVEN
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De acordo com resultados recentes e preliminares da sonda MAVEN da NASA, se os planetas tivessem personalidades, Marte seria uma estrela de rock. Marte tem uma "crista moicana" de partículas atmosféricas fugitivas nos polos, "veste" uma camada de partículas metálicas bem alto na sua atmosfera e ilumina-se com auroras após ser "esbofeteado" por tempestades solares. A MAVEN também está a mapear as partículas atmosféricas que escapam para o espaço.
A MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) foi lançada no dia 18 de novembro de 2013, com o objetivo de descobrir como o Planeta Vermelho perdeu grande parte da sua atmosfera, transformando um clima que poderia ter suportado vida há milhares de milhões de anos num clima atual que é frio e estéril.
À luz do seu contínuo sucesso científico, a missão da MAVEN foi prolongada de novembro deste ano até setembro de 2016. Isto sintoniza o ciclo da missão da MAVEN com o processo mais amplo de revisão planetária, planeado para 2016, que irá determinar extensões futuras das missões.
Os átomos na atmosfera superior marciana tornam-se eletricamente carregados após serem energizados pela radiação solar e espacial. Tendo em conta que são eletricamente carregados, estes iões sentem as forças magnéticas e elétricas do vento solar, uma corrente fina de gás eletricamente condutor soprado a partir da superfície do Sol para o espaço a cerca de 400 km/s. O vento solar e a atividade solar mais violenta, como as proeminências e as ejeções de massa coronal, têm a capacidade de retirar iões da atmosfera superior de Marte através das forças elétricas e magnéticas geradas por uma variedade de mecanismos, fazendo com que a atmosfera se torne mais fina ao longo do tempo. O objetivo da MAVEN é descobrir quais os mecanismos mais proeminentes na perda atmosférica e estimar a velocidade de "erosão" da atmosfera marciana.
"A MAVEN está a observar uma pluma solar de partículas atmosféricas," afirma Bruce Jakosky da Universidade do Colorado, investigador principal da MAVEN. "A quantidade de material que escapa por esta via pode torná-la fundamental na perda de gás para o espaço."
Os modelos teóricos haviam previsto que o campo elétrico gerado pelo vento solar incidente podia conduzir iões na direção dos polos, criando uma pluma solar de iões fugitivos. "Ao traçar as trajetórias das partículas nos modelos, a pluma parece-se um pouco como um 'Mohawk'," comenta David Brain da Universidade do Colorado, cientista interdisciplinar que trabalha na missão MAVEN.
A MAVEN também detetou uma camada de longa duração na atmosfera superior eletricamente carregada (a ionosfera) de Marte, constituída por iões metálicos (ferro e magnésio) que surgem da entrada de detritos do Sistema Solar, tais como a poeira cometária e meteoritos. O material é aquecido pela atmosfera quando entra, é queimado e vaporizado, até mesmo ionizado.
"A MAVEN já tinha detetado anteriormente a camada iónica e metálica associada com poeira aquando da passagem do Cometa Siding Spring no passado mês de outubro," afirma Jakosky. "Quando a MAVEN fez a sua primeira campanha de 'mergulho profundo' em fevereiro, e baixou o ponto mais próximo da sua órbita até aproximadamente 125 km, detetámos imediatamente iões metálicos que ainda residem na atmosfera superior. Como não havia nessa altura nenhum encontro com um cometa, esta deve ser a tal camada de longa duração que esperávamos estar presente."
A nave espacial também viu o Planeta Vermelho iluminar-se sob o impacto da violenta atividade solar. As ejeções de massa coronal expelem milhares de milhões de toneladas de material solar para o espaço a milhões de quilómetros por hora. Tendo em conta que Marte não está protegido por um campo magnético global como a Terra, as partículas solares impactam diretamente na atmosfera superior marciana, produzindo espetáculos difusos de luz chamados auroras. As partículas altamente energéticas do Sol atingem a atmosfera superior, excitam os átomos aí presentes e estes emitem energia à medida que "relaxam" para o seu estado normal. Na Terra, o efeito do nosso campo magnético concentra as auroras perto das regiões polares, onde são conhecidas como auroras boreais e austrais. Em Marte, as auroras observadas pela MAVEN são mais difusas e os efeitos podem também conduzir a fuga do gás atmosférico para o espaço.
A MAVEN já tinha observado uma aurora difusa em Marte durante uma intensa tempestade solar que ocorreu mesmo antes do Natal do ano passado. A missão viu agora outras duas ocorrências adicionais de auroras associadas com eventos de ejeções coronais de massa em março, explica Jakosky.
A MAVEN está também a mapear o escape de partículas atmosféricas. "Nós podemos fazer mapas separados de acordo com a pressão baixa e alta do vento solar, ou de acordo com outros controladores de fuga," afirma Brain. "O que aprendermos sobre a variabilidade nas taxas de fuga permitir-nos-á estimar como mudou ao longo da história do Sistema Solar."
Mapa obtido pelo instrumento IUVS (Imaging Ultraviolet Spectrograph) das deteções aurorais em dezembro de 2014, sobrepostas sobre a superfície de Marte. O mapa mostra a aurora no hemisfério norte, mas não ligada a nenhuma localização geográfica. A aurora foi detetada em todas as observações durante um período de 5 dias.
Crédito: Universidade de Colorado
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