No dia 15 de março de 2024, perto do pico do atual ciclo solar, o Sol produziu uma erupção e uma ejeção de massa coronal (EMC), uma explosão massiva de gás e energia magnética que transporta consigo grandes quantidades de partículas energéticas solares. Esta atividade solar deu origem a auroras espantosas em todo o Sistema Solar, incluindo em Marte, onde o rover Perseverance da NASA fez história ao detetá-las pela primeira vez a partir da superfície de outro planeta.

"Esta descoberta empolgante abre novas possibilidades para a investigação das auroras e confirma que estas poderão ser visíveis pelos futuros astronautas na superfície de Marte", afirmou Elise Knutsen, investigadora pós-doutorada na Universidade de Oslo, na Noruega, e principal autora de um artigo científico publicado na revista Science Advances, onde relatou esta deteção.

Escolhendo a aurora certa

Na Terra, as auroras formam-se quando as partículas solares interagem com o campo magnético global, canalizando-as para os polos onde colidem com os gases atmosféricos e emitem luz. A cor mais comum, verde, é causada por átomos de oxigénio excitados que emitem luz com um comprimento de onda de 557,7 nanómetros. Durante anos, os cientistas teorizaram que as auroras verdes também poderiam existir em Marte, mas sugeriram que seriam muito mais fracas e difíceis de captar do que as auroras verdes que vemos na Terra.

Devido ao facto de o Planeta Vermelho não ter um campo magnético global, Marte tem tipos diferentes de auroras das que temos na Terra. Uma delas são as auroras de partículas energéticas solares (PES), que a missão MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) da NASA descobriu em 2014. Estas ocorrem quando partículas superenergéticas do Sol atingem a atmosfera marciana, provocando uma reação que faz com que a atmosfera brilhe em todo o céu noturno.

Embora a MAVEN tenha observado auroras PES no ultravioleta a partir de órbita, este fenómeno nunca tinha sido observado no visível a partir do solo. Uma vez que as PES ocorrem tipicamente durante as tempestades solares, que aumentam durante o máximo solar, Knutsen e a sua equipa decidiram captar imagens e espetros visíveis das auroras PES a partir da superfície de Marte, no pico do atual ciclo da nossa estrela.

Coordenando o momento perfeito para uma fotografia

Recorrendo a modelos, Knutsen e a sua equipa determinaram o ângulo ideal para que o espetrómetro SuperCam e a câmara Mastcam-Z do rover Perseverance pudessem observar com sucesso a aurora PES no visível. Com esta estratégia de observação implementada, tudo se resumiu ao momento e à compreensão das EMCs.

"O truque era escolher uma boa EMC, uma que acelerasse e injetasse muitas partículas carregadas na atmosfera de Marte", disse Knutsen.

Foi aí que entraram as equipas M2M (Moon to Mars) do Gabinete de Análise do Clima Espacial da NASA e CCMC (Community Coordinated Modeling Center), ambas localizadas no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. A equipa M2M fornece análises em tempo real das erupções solares ao CCMC para iniciar simulações de EMCs e determinar se estas podem ter impacto nas missões atuais da NASA. Quando as simulações sugerem potenciais impactos, a equipa envia um alerta.

Na Universidade da Califórnia, em Berkeley, a física espacial Christina Lee recebeu um alerta do gabinete M2M sobre a EMC de 15 de março de 2024. Lee, membro da equipa da missão MAVEN que trabalha com dados do clima espacial, determinou que havia uma tempestade solar notável a dirigir-se para o Planeta Vermelho, que poderia chegar dentro de alguns dias. Emitiu imediatamente uma notificação de alerta para as missões marcianas atualmente em funcionamento.

"Isto permite às equipas científicas do Perseverance e da MAVEN antecipar os impactos das EMCs interplanetárias e das PES associadas", disse Lee.

"Quando vimos a força desta", disse Knutsen, "estimámos que poderia desencadear uma aurora suficientemente brilhante para ser detetada pelos nossos instrumentos".

Poucos dias depois, a EMC impactou Marte, proporcionando um espetáculo de luzes para o rover capturar, mostrando que a aurora era quase uniforme em todo o céu, com emissão no exato comprimento de onda de 557,7 nm. Para confirmar a presença de PES durante a observação da aurora, a equipa recorreu ao instrumento SEP (Solar Energetic Particle) da MAVEN, que foi adicionalmente corroborada por dados da missão Mars Express da ESA. Os dados de ambas as missões confirmaram que a equipa do rover tinha conseguido vislumbrar o fenómeno no curto espaço de tempo disponível.

"Este foi um exemplo fantástico de coordenação entre missões. Todos trabalhámos rapidamente em conjunto para facilitar esta observação e estamos entusiasmados por termos finalmente conseguido uma espreitadela do que os astronautas poderão lá ver um dia", disse Shannon Curry, investigadora principal da MAVEN e investigadora do LASP (Laboratory for Atmospheric and Space Physics) da Universidade do Colorado em Boulder.

O futuro das auroras em Marte

Ao coordenar as observações do Perseverance com as medições do instrumento SEP da MAVEN, as equipas podem ajudar-se mutuamente a determinar que a emissão observada de 557,7 nm provém de partículas energéticas solares. Uma vez que esta é a mesma linha de emissão que a aurora verde na Terra, é provável que os futuros astronautas marcianos consigam ver este tipo de aurora.

"As observações, pelo Perseverance, da aurora no visível, confirmam uma nova forma de estudar estes fenómenos, que é complementar ao que podemos observar com os nossos orbitadores em Marte", disse Katie Stack Morgan, cientista do projeto Perseverance no JPL da NASA, no sul do estado da Califórnia. "É especialmente importante compreender melhor as auroras e as condições em torno de Marte que levam à sua formação, enquanto nos preparamos para enviar, em segurança, exploradores humanos para lá".

// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science Advances)

Quer saber mais?

Marte:
NASA
CCVAlg - Astronomia
Wikipedia
The Nine Planets
Auroras em Marte (Wikipedia)

Auroras extraterrestres:
Wikipedia

EMC (ejeção de massa coronal):
Wikipedia

Clima espacial:
Wikipedia

Rover Perseverance:
NASA
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MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN):
NASA
Universidade do Colorado em Boulder
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Mars Express:
ESA 
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