La baja gravedad del planeta rojo y la falta de campo magnético hacen que su atmósfera más externa sea un objetivo fácil de ser arrastrado por el viento solar. pero la nueva evidencia de la nave espacial Mars Express de la ESA muestra que la radiación del Sol puede jugar un papel sorprendente en su escape.

Por qué las atmósferas de los planetas rocosos del sistema solar interior evolucionaron de manera tan diferente durante 4.600 millones de años es clave para comprender qué hace que un planeta sea habitable. Si bien la Tierra es un mundo acuático rico en vida, nuestro vecino más pequeño, Marte, perdió gran parte de su atmósfera al principio de su historia, transformándose de un ambiente cálido y húmedo a las llanuras frías y áridas que observamos hoy. Por el contrario, Venus, el otro vecino de la Tierra, que aunque inhóspito hoy es comparable en tamaño a nuestro propio planeta, y tiene una atmósfera densa.

Una forma que a menudo se piensa que ayuda a proteger la atmósfera de un planeta es a través de un campo magnético generado internamente, como en la Tierra. El campo magnético desvía las partículas cargadas del viento solar a medida que se alejan del Sol, tallando una 'burbuja' protectora - la magnetosfera - alrededor del planeta.

En Marte y Venus, que no generan un campo magnético interno, el principal obstáculo para el viento solar es la atmósfera superior, o ionosfera. Al igual que en la tierra, La radiación ultravioleta solar separa los electrones de los átomos y moléculas en esta región, creando una región de gas ionizado cargado eléctricamente:la ionosfera. En Marte y Venus, esta capa ionizada interactúa directamente con el viento solar y su campo magnético para crear una magnetosfera inducida. que actúa para frenar y desviar el viento solar alrededor del planeta.

Durante 14 años, Mars Express de la ESA ha estado analizando iones cargados, como oxígeno y dióxido de carbono, fluyendo hacia el espacio para comprender mejor la velocidad a la que la atmósfera está escapando del planeta.

El estudio ha descubierto un efecto sorprendente, con la radiación ultravioleta del Sol jugando un papel más importante de lo que se pensaba.

"Solíamos pensar que el escape de iones se produce debido a una transferencia efectiva de la energía del viento solar a través de la barrera magnética inducida por Marte a la ionosfera, "dice Robin Ramstad del Instituto Sueco de Física Espacial, y autor principal del estudio Mars Express.

"Quizás de forma contraria a la intuición, lo que en realidad vemos es que el aumento de la producción de iones provocada por la radiación solar ultravioleta protege la atmósfera del planeta de la energía transportada por el viento solar, pero en realidad se requiere muy poca energía para que los iones escapen por sí mismos, debido a la baja gravedad que une la atmósfera con Marte ".

Se ha descubierto que la naturaleza ionizante de la radiación solar produce más iones de los que puede eliminar el viento solar. Aunque el aumento de la producción de iones ayuda a proteger la atmósfera inferior de la energía transportada por el viento solar, el calentamiento de los electrones parece ser suficiente para arrastrar iones en todas las condiciones, creando un 'viento polar'. La débil gravedad de Marte, aproximadamente un tercio de la de la Tierra, significa que el planeta no puede retener estos iones y escapan fácilmente al espacio. independientemente de la energía extra suministrada por un fuerte viento solar.

En Venus, donde la gravedad es similar a la de la Tierra, se requiere mucha más energía para desnudar la atmósfera de esta manera, y es probable que los iones que abandonen el lado del sol retrocedan hacia el planeta del lado de sotavento, a menos que se aceleren más.

"Por tanto, llegamos a la conclusión de que en la actualidad, El escape de iones de Marte es principalmente de producción limitada, y sin limitación de energía, Considerando que en Venus es probable que tenga una energía limitada dada la mayor gravedad del planeta más grande y la alta tasa de ionización, estando más cerca del sol, "agrega Robin.

"En otras palabras, el viento solar probablemente solo tuvo un efecto directo muy pequeño en la cantidad de atmósfera de Marte que se ha perdido con el tiempo, y más bien solo mejora la aceleración de las partículas que ya se escapan ".

"Monitoreo continuo de Marte desde 2004, que cubría el cambio en la actividad solar de mínimo a máximo solar, nos brinda un gran conjunto de datos que es vital para comprender el comportamiento a largo plazo de la atmósfera de un planeta y su interacción con el Sol, "dice Dmitri Titov, Científico del Proyecto Mars Express de la ESA. "Colaboración con la misión MAVEN de la NASA, que ha estado en Marte desde 2014, también nos permite estudiar los procesos de escape atmosférico con más detalle ".

El estudio también tiene implicaciones para la búsqueda de atmósferas similares a la Tierra en otras partes del universo.

"Quizás un campo magnético no es tan importante para proteger la atmósfera de un planeta como la propia gravedad del planeta, que define qué tan bien puede adherirse a sus partículas atmosféricas después de que hayan sido ionizadas por la radiación del sol, independientemente de la potencia del viento solar, "agrega Dmitri.