Un misteriosamente largo, Una nube delgada ha aparecido nuevamente sobre el volcán Arsia Mons de 20 km de altura en Marte. Crédito:ESA / GCP / UPV / EHU Bilbao
Cuando llega la primavera al sur de Marte, una nube de hielo de agua emerge cerca del volcán Arsia Mons de 20 kilómetros de altura, extendiéndose rápidamente a lo largo de varios cientos de kilómetros antes de desaparecer en cuestión de horas. Un estudio detallado a largo plazo ahora revela los secretos de esta nube alargada, utilizando nuevas y emocionantes observaciones de la Mars Webcam del Mars Express de la ESA.
Mars Express ha espiado esta nube antes mientras se cierne cerca del volcán Arsia Mons, justo al sur del ecuador de Marte. Sorprendentemente, Arsia Mons es el único lugar de baja latitud en Marte donde se ven nubes, y el único de numerosos volcanes similares en la región que posee tal velo de nubes, en esta época del año. Mars Express ha visto crecer y desvanecerse este velo a diario durante las temporadas de primavera y verano, enviando imágenes impactantes de esta larga y dramática nube blanca.
Sin embargo, la nube es difícil de observar en su totalidad debido a la rapidez, dinámica cambiante de la atmósfera marciana y las limitaciones de muchas órbitas de naves espaciales, limitando nuestro conocimiento de cómo y por qué se forma y cambia con el tiempo.
"Para superar estos obstáculos, utilizamos una de las herramientas secretas de Mars Express:la cámara de monitoreo visual, o VMC, "dice Jorge Hernández Bernal de la Universidad del País Vasco en Bilbao, España, autor principal de los nuevos hallazgos y parte de un proyecto a largo plazo que estudia la dinámica de la nube.
El trabajo de Jorge y sus colegas demuestra un emocionante y no intencionado, utilizar para el VMC. También apodada Mars Webcam, el VMC tiene una resolución similar a la de una cámara web estándar de 2003 para computadora. Se instaló para confirmar visualmente que el módulo de aterrizaje Beagle 2 se había separado con éxito de Mars Express en 2003, después de lo cual se apagó. Muchos años después, la cámara se reactivó y se utilizó para recopilar imágenes de Marte para actividades de participación pública y divulgación, pero no se utilizó para la investigación científica.
"Sin embargo, recientemente, el VMC fue reclasificado como una cámara para la ciencia, "añade Jorge." Aunque tiene una resolución espacial baja, tiene un amplio campo de visión, esencial para ver el panorama general en diferentes momentos locales del día, y es maravilloso para rastrear la evolución de una característica tanto durante un largo período de tiempo como en pequeños pasos de tiempo. Como resultado, podríamos estudiar toda la nube a lo largo de numerosos ciclos de vida ".
Una serie de imágenes capturadas por la cámara de monitoreo visual en el Mars Express de la ESA de la nube alargada recurrente de Arsia Mons. Las secuencias de imágenes se capturaron entre el 20 de octubre y el 1 de noviembre de 2018 y representan un ciclo diario de la nube. La nube comienza a crecer antes del amanecer en la ladera occidental del volcán Arsia Mons antes de expandirse hacia el oeste durante dos horas y media. creciendo notablemente rápido, a más de 600 km / h, a una altitud de 45 km. Luego deja de expandirse, se separa de su ubicación inicial, y es empujado aún más hacia el oeste por vientos de gran altitud, antes de evaporarse a última hora de la mañana cuando la temperatura del aire aumenta con el sol naciente. En el gif, la región negra a la izquierda es el lado nocturno de Marte, mientras que la máscara de color canela en el lado derecho cubre parte del planeta que no fue fotografiada. La línea azul marca el "terminador", el límite entre los lados diurno y nocturno del planeta. Porque la nube comienza a crecer antes del amanecer, a veces se puede ver incluso en el lado nocturno. Esto es posible porque está alto sobre la superficie, para que los rayos del sol aún puedan iluminarlo cerca del terminador. Crédito:ESA / GCP / UPV / EHU Bilbao, CC BY-SA 3.0 OIG
El equipo de investigación combinó las observaciones de VMC con las de otros dos instrumentos Mars Express, OMEGA y HRSC, y de varias otras naves espaciales, a saber, la atmósfera de Marte y la evolución volátil de la NASA (MAVEN), Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), y misiones Viking 2, y la Mars Orbiter Mission (MOM) de la Organización de Investigación Espacial de la India. "Estábamos especialmente emocionados cuando profundizamos en las observaciones de Viking 2 de la década de 1970, "dice Jorge." Descubrimos que esta enorme, una nube fascinante ya había sido parcialmente fotografiada hace tanto tiempo, y ahora la estamos explorando en detalle ".
Los hallazgos revelaron que, en su mayor parte, la nube mide unos 1 800 km de longitud y 150 km de ancho. Es la nube 'orográfica' más grande jamás vista en Marte, lo que significa que se forma como resultado del viento que es forzado hacia arriba por características topográficas (como montañas o volcanes) en una superficie planetaria. En este caso, Arsia Mons perturba la atmósfera marciana para desencadenar la formación de la nube; Luego, el aire húmedo es impulsado por los flancos del volcán en corrientes ascendentes, luego condensando a más alto, y mucho más fresco, altitudes.
La nube experimenta un ciclo diario rápido que se repite todas las mañanas durante varios meses. Comienza a crecer antes del amanecer en la ladera occidental de Arsia Mons antes de expandirse hacia el oeste durante dos horas y media. creciendo notablemente rápido, a más de 600 km / h, a una altitud de 45 km. Luego deja de expandirse, se separa de su ubicación inicial, y es empujado aún más hacia el oeste por vientos de gran altitud, antes de evaporarse a última hora de la mañana cuando la temperatura del aire aumenta con el sol naciente.
"Muchos orbitadores de Marte no pueden comenzar a observar esta parte de la superficie hasta la tarde debido a las propiedades de sus órbitas, por lo que esta es realmente la primera exploración detallada de esta característica interesante, y es posible gracias no solo al diverso conjunto de instrumentos de Mars Express, pero también su órbita, "explica el coautor Agustín Sánchez-Lavega, también de la Universidad del País Vasco y Responsable Científico del VMC.
Se cree que ningún otro sistema climático del Sistema Solar es tan similar al de la Tierra como el sistema marciano, pero aún así, los dos planetas muestran diferencias distintas e intrigantes. "Aunque las nubes orográficas se observan comúnmente en la Tierra, no alcanzan longitudes tan enormes ni muestran una dinámica tan vívida, ", dice Agustín. Comprender esta nube nos brinda la emocionante oportunidad de intentar replicar la formación de la nube con modelos, modelos que mejorarán nuestro conocimiento de los sistemas climáticos tanto en Marte como en la Tierra".
Además de utilizar VMC de una manera interesante, Jorge Agustín y sus colegas también superaron un desafío típico al observar fenómenos transitorios en Marte. Las cámaras de alta resolución como la HRSC de Mars Express tienen campos de visión estrechos, y las observaciones siempre se planifican con antelación. Como resultado, Los fenómenos meteorológicos, que por lo general son impredecibles, suelen detectarse por casualidad. Sin embargo, una vez que los investigadores comenzaron a comprender el ciclo de vida y los patrones anuales de esta nube alargada, pudieron dirigir al equipo de HRSC al lugar y al momento adecuados para capturarlo a medida que surgía.
Cuando llega la primavera al sur de Marte, una nube de hielo de agua emerge cerca del volcán Arsia Mons de 20 kilómetros de altura, extendiéndose rápidamente durante muchos cientos de kilómetros antes de desaparecer en cuestión de horas. Un estudio detallado a largo plazo revela el comportamiento diario y estacional de esta nube, utilizando nuevas observaciones de la cámara de monitorización visual del Mars Express de la ESA, junto con datos de otros orbitadores de Marte. Crédito:ESA
"Estos hallazgos realmente demuestran las fortalezas de Mars Express:su órbita única, longevidad, calidad persistente, y capacidad de adaptación mientras aborda los misterios de Marte, "dice el científico del proyecto Mars Express de la ESA, Dmitrij Titov.
"La reutilización del VMC nos ha permitido comprender con éxito esta nube transitoria de una manera que no habría sido posible de otra manera. El VMC permite a los científicos rastrear las nubes, monitorear las tormentas de polvo, sondear las estructuras de nubes y polvo en la atmósfera marciana, explorar los cambios en los casquetes polares del planeta, y más. Su puesta en servicio no solo es compatible con el conjunto de herramientas principal de Mars Express para la exploración de Marte, pero agrega un nuevo valor a la misión de larga data, que ha estado revelando más sobre el Planeta Rojo desde 2003 ".
"Una nube extremadamente alargada sobre el volcán Arsia Mons en Marte:I. Ciclo de vida" de J. Hernández-Bernal et al se publica en la Revista de investigación geofísica .
El estudio utilizó 63 observaciones de la nube alargada de Arsia Mons (AMEC) del VMC junto con otros datos de Mars Express de la cámara estéreo de alta resolución (HRSC) y el espectrómetro de mapeo mineralógico visible e infrarrojo (OMEGA).
Observaciones de la atmósfera de Marte y la evolución volátil de la NASA (MAVEN), Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), y misiones Viking 2, y la misión Mars Orbiter Mission (MOM) de la Organización de Investigación Espacial de la India también se utilizaron en el estudio.
