Cinco años después de que la nave espacial MAVEN de la NASA entrara en órbita alrededor de Marte, Los datos de la misión han llevado a la creación de un mapa de los sistemas de corriente eléctrica en la atmósfera marciana.

"Estas corrientes juegan un papel fundamental en la pérdida atmosférica que transformó a Marte de un mundo que podría haber albergado vida en un desierto inhóspito". "dijo el físico experimental Robin Ramstad de la Universidad de Colorado, Roca. "Actualmente estamos trabajando en el uso de las corrientes para determinar la cantidad precisa de energía que se extrae del viento solar y alimenta el escape atmosférico". Ramstad es el autor principal de un artículo sobre esta investigación publicado el 25 de mayo en Astronomía de la naturaleza .

La Tierra tiene tales sistemas actuales, también:incluso podemos verlos en forma de coloridas pantallas de luz en el cielo nocturno cerca de las regiones polares conocidas como la aurora, o luces del norte y del sur. Las auroras de la Tierra están fuertemente ligadas a las corrientes, generado por la interacción del campo magnético de la Tierra con el viento solar, que fluyen a lo largo de las líneas verticales del campo magnético hacia la atmósfera, concentrándose en las regiones polares. Estudiando el flujo de electricidad a miles de kilómetros por encima de nuestras cabezas, aunque, solo cuenta parte de la historia sobre la situación en Marte. La diferencia radica en los respectivos campos magnéticos de los planetas, porque si bien el magnetismo de la Tierra proviene de adentro, Mars no lo hace.

Campos magnéticos planetarios

El magnetismo de la Tierra proviene de su núcleo, donde fundido, El hierro conductor de electricidad fluye por debajo de la corteza. Su campo magnético es global, lo que significa que rodea todo el planeta. Dado que Marte es un rocoso, planeta terrestre como la Tierra, uno podría asumir que el mismo tipo de paradigma magnético funciona allí, también. Sin embargo, Marte no genera un campo magnético por sí solo, fuera de parches relativamente pequeños de corteza magnetizada. Algo diferente de lo que observamos en la Tierra debe estar sucediendo en el Planeta Rojo.

¿Qué está pasando por encima de Marte?

El viento solar compuesto en gran parte por electrones y protones cargados eléctricamente, Sopla constantemente del Sol a alrededor de un millón de millas por hora. Fluye e interactúa con los objetos de nuestro sistema solar. El viento solar también está magnetizado y este campo magnético no puede penetrar fácilmente la atmósfera superior de planetas no magnetizados como Marte. En lugar de, las corrientes que induce en la ionosfera del planeta provocan un amontonamiento y fortalecimiento del campo magnético, creando una magnetosfera llamada inducida. Hasta ahora no se ha comprendido bien cómo el viento solar impulsa esta magnetosfera inducida en Marte.

A medida que los iones y electrones del viento solar chocan contra este campo magnético inducido más fuerte cerca de Marte, se ven obligados a separarse debido a su carga eléctrica opuesta. Algunos iones fluyen en una dirección, algunos electrones en la otra dirección, formando corrientes eléctricas que se extienden desde el lado del día hasta el lado de la noche del planeta. Al mismo tiempo, Los rayos X solares y la radiación ultravioleta ionizan constantemente parte de la atmósfera superior de Marte, convirtiéndolo en una combinación de electrones e iones cargados eléctricamente que pueden conducir electricidad.

"La atmósfera de Marte se comporta un poco como una esfera de metal que cierra un circuito eléctrico, "Dijo Ramstad." Las corrientes fluyen en la atmósfera superior, con las capas de corriente más fuertes que persisten a 120-200 kilómetros (alrededor de 75-125 millas) sobre la superficie del planeta ". Tanto MAVEN como misiones anteriores han visto indicios localizados de estas capas de corriente antes, pero nunca antes habían podido mapear el circuito completo, desde su generación en el viento solar, hasta donde se deposita la energía eléctrica en la atmósfera superior.

Detectar directamente estas corrientes en el espacio es infamemente difícil. Afortunadamente, las corrientes distorsionan los campos magnéticos del viento solar, detectable por el magnetómetro sensible de MAVEN. El equipo utilizó MAVEN para trazar la estructura del campo magnético promedio alrededor de Marte en tres dimensiones y calculó las corrientes directamente a partir de sus distorsiones de la estructura del campo magnético.

"Con una sola operación elegante, la fuerza y ​​los caminos de las corrientes surgen de este mapa del campo magnético, "Dijo Ramstad.

El destino del planeta rojo

Sin un campo magnético global que rodee a Marte, las corrientes inducidas en el viento solar pueden formar una conexión eléctrica directa con la atmósfera superior marciana. Las corrientes transforman la energía del viento solar en campos magnéticos y eléctricos que aceleran las partículas atmosféricas cargadas al espacio. conduciendo el escape atmosférico al espacio. Los nuevos resultados revelan varias características inesperadas particulares del objetivo de MAVEN de comprender el escape atmosférico:la energía que impulsa el escape parece provenir de un volumen mucho mayor de lo que a menudo se suponía.

La pérdida atmosférica impulsada por el viento solar ha estado activa durante miles de millones de años y contribuyó a la transformación de Marte de un planeta cálido y húmedo que podría haber albergado vida en un desierto frío global. MAVEN continúa explorando cómo funciona este proceso y qué parte de la atmósfera del planeta se ha perdido.

Esta investigación fue financiada por la misión MAVEN. El investigador principal de MAVEN tiene su base en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado, Roca, y NASA Goddard gestiona el proyecto MAVEN. La NASA está explorando nuestro Sistema Solar y más allá, descubriendo mundos, estrellas, y misterios cósmicos cercanos y lejanos con nuestra poderosa flota de misiones espaciales y terrestres.