MAVEN mapeia as correntes elétricas em torno de Marte que são fundamentais para a perda de atmosfera

MAVEN mapeia as correntes elétricas em torno de Marte que são fundamentais para a perda de atmosfera

Cinco anos após a sonda MAVEN da NASA entrar na órbita de Marte, os dados obtidos pela missão levaram à criação de um mapa dos sistemas de correntes elétricas na atmosfera marciana.

“Estas correntes desempenham um papel fundamental na perda de atmosfera, que levou a que Marte deixasse de ser um mundo que poderia ter abrigado vida para se tornar num deserto inóspito,” disse o físico experimental Robin Ramstad, da Universidade do Colorado, em Boulder. “Atualmente, estamos a tentar usar as correntes para determinar a quantidade precisa de energia que é extraída do vento solar para alimentar a perda de atmosfera.” Ramstad é o principal autor de um artigo sobre este estudo, publicado a 25 de maio na revista Nature Astronomy.

A Terra também possui estes sistemas de correntes: podemos vê-los na forma de luzes coloridas no céu noturno, perto das regiões polares, conhecidas como auroras. As auroras estão fortemente ligadas a correntes, geradas pela interação do campo magnético da Terra com o vento solar, que fluem ao longo de linhas de campo magnético verticais para a atmosfera, concentrando-se nas regiões polares. No entanto, o estudo dos fluxos de eletricidade da Terra apenas nos conta uma parte do que se passa em Marte. A diferença está nos campos magnéticos dos dois planetas, porque o magnetismo da Terra vem do seu interior, mas o de Marte não.

Campos magnéticos planetários

O magnetismo da Terra vem do seu núcleo, onde ferro líquido e condutor de eletricidade flui sob o espesso manto do planeta. O seu campo magnético é global, o que significa que envolve todo o planeta. Sendo Marte um planeta rochoso e terrestre, como a Terra, poderíamos supor que tivesse um magnetismo semelhante. No entanto, Marte não gera um campo magnético por si só, para além de algumas áreas relativamente pequenas de crosta magnetizada. No Planeta Vermelho, deve estar a acontecer algo diferente do que observamos na Terra.

O que está a acontecer acima da superfície de Marte?

O vento solar, formado em grande parte por partículas carregadas eletricamente, eletrões e protões, sopra constantemente a cerca de um milhão de quilómetros por hora. Flui e interage com os objetos do Sistema Solar. O vento solar é também magnetizado e este campo magnético não consegue penetrar facilmente na atmosfera superior de planetas não magnetizados, como Marte. Ao invés, as correntes que induz na ionosfera do planeta provocam a intensificação do campo magnético, criando a chamada magnetosfera induzida. Mas ainda não se compreende muito bem de que forma o vento solar alimenta esta magnetosfera induzida em Marte.

À medida que os iões e eletrões do vento solar embatem neste forte campo magnético induzido próximo de Marte, são forçados a separar-se devido às suas cargas elétricas opostas. Alguns iões fluem numa direção, alguns eletrões fluem noutra, formando correntes elétricas que circulam do lado diurno para o lado noturno do planeta. Ao mesmo tempo, os raios-X solares e a radiação ultravioleta ionizam de forma constante parte da atmosfera superior de Marte, transformando-a numa combinação de eletrões e de iões eletricamente carregados que podem conduzir eletricidade.

“A atmosfera de Marte comporta-se um pouco como uma esfera de metal a fechar um circuito elétrico,” disse Ramstad. “As correntes fluem na atmosfera superior, com as camadas de correntes mais fortes persistindo entre os 120-200 quilómetros acima da superfície do planeta”. Tanto a MAVEN como as missões anteriores já tinham observado pistas localizadas destas camadas de correntes, mas nunca tinham conseguido mapear o circuito completo, desde a sua génese no vento solar até onde é depositada a energia elétrica na atmosfera superior.

É extremamente difícil detetar diretamente estas correntes no espaço. Felizmente, elas deformam os campos magnéticos no vento solar, detetáveis ​​pelo sensível magnetómetro da MAVEN. A equipa usou a MAVEN para mapear a estrutura média do campo magnético em torno de Marte em três dimensões e calculou as correntes diretamente a partir das deformações da estrutura do campo magnético.

“Com uma única operação elegante, a intensidade e os percursos das correntes emergem do mapa do campo magnético,” disse Ramstad.

O destino do planeta vermelho

Sem um campo magnético global à volta de Marte, as correntes induzidas pelo vento solar podem formar uma ligação elétrica direta com a atmosfera superior de Marte. As correntes transformam a energia do vento solar em campos elétricos e magnéticos que aceleram partículas atmosféricas carregadas, levando à perda de atmosfera para o espaço. Os novos resultados revelam várias características inesperadas relacionadas com objetivo da MAVEN de compreender a perda de atmosfera: a energia que impulsiona a perda parece vir de um volume muito maior do que se supunha.

A perda de atmosfera causada pelo vento solar está ativa há milhares de milhões de anos e contribuiu para a transformação de Marte, que terá passado de um planeta quente e húmido, que poderia ter abrigado vida, para um deserto global frio. A MAVEN continua a investigar como funciona este processo e que quantidade de atmosfera do planeta foi perdida.

Fonte da notícia: NASA

Tradução: Teresa Direitinho

MAVEN Maps Electric Currents around Mars that are Fundamental to Atmospheric Loss

Five years after NASA’s MAVEN spacecraft entered into orbit around Mars, data from the mission has led to the creation of a map of electric current systems in the Martian atmosphere.

“These currents play a fundamental role in the atmospheric loss that transformed Mars from a world that could have supported life into an inhospitable desert,” said experimental physicist Robin Ramstad of the University of Colorado, Boulder. “We are now currently working on using the currents to determine the precise amount of energy that is drawn from the solar wind and powers atmospheric escape.” Ramstad is lead author of a paper on this research published May 25 in Nature Astronomy.