Mars Express y ExoMars TGO exploran la atmósfera de Marte - ESA
MADRID, 5 Mar. (EUROPA PRESS) -
Los orbitadores de Marte de la Agencia Espacial Europea (ESA) han observado el impacto en Marte de la supertormenta solar, que en mayo de 2024 golpeó también la Tierra.
Fue la mayor tormenta solar registrada en la Tierra en más de 20 años. Esto llevó a la atmósfera de nuestro planeta a una actividad frenética, desencadenando auroras resplandecientes que se pudieron ver tan al sur como en México.
Esta tormenta también golpeó a Marte. Afortunadamente, los dos orbitadores marcianos de la ESA, el Mars Express y el ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), estaban en el lugar correcto en el momento adecuado, y un monitor de radiación a bordo del TGO registró una dosis equivalente a 200 días "normales" en solo 64 horas.
Un nuevo estudio que se ha publicado este jueves en Nature Communications revela con mayor profundidad cómo esta intensa actividad de tormenta afectó al Planeta Rojo.
"El impacto fue notable: la atmósfera superior de Marte se inundó de electrones. Fue la mayor respuesta a una tormenta solar que jamás hayamos visto en Marte", afirma Jacob Parrott, investigador de la ESA y autor principal del estudio.
La supertormenta provocó un aumento drástico de electrones en dos capas distintas de la atmósfera de Marte, a altitudes de alrededor de 110 y 130 kilómetros, con cifras que aumentaron en un 45% y un asombroso 278%, respectivamente. Esta es la mayor cantidad de electrones que se ha visto en esta capa de la atmósfera marciana.
"La tormenta también provocó errores informáticos en ambos orbitadores, un peligro típico del clima espacial, ya que las partículas involucradas son muy energéticas y difíciles de predecir. Afortunadamente, las naves espaciales fueron diseñadas con esto en mente y construidas con componentes resistentes a la radiación y sistemas específicos para detectar y corregir estos errores. Se recuperaron rápido", añade Jacob.
Para investigar el impacto de la supertormenta en Marte, Jacob y sus compañeros utilizaron una técnica pionera que la ESA está desarrollando actualmente, conocida como ocultación por radio.
En primer lugar, la Mars Express envió una señal de radio al TGO en el preciso momento en que este desaparecía por el horizonte marciano. A medida que el TGO se desvanecía, la señal de radio se curvó ('refractó') a través de las diversas capas de la atmósfera de Marte antes de ser captada por el orbitador, lo que permitió a los científicos obtener más información sobre cada capa. Los investigadores también utilizaron observaciones de la misión MAVEN de la NASA para confirmar las densidades de electrones.
"En realidad, esta técnica se ha utilizado durante décadas para explorar el Sistema Solar, pero utilizando señales enviadas desde una nave espacial a la Tierra", señala Colin Wilson, científico del proyecto de la ESA para Mars Express y TGO, y coautor del estudio.
El experto señala que es solo en los últimos cinco años aproximadamente que han comenzado a usarla en Marte entre dos naves espaciales, como la Mars Express y el TGO, que generalmente usan esas radios para transmitir datos entre orbitadores y rovers. "Es genial verla en acción", comenta.
La ESA utiliza la ocultación por radio de orbitador a orbitador de forma rutinaria en la Tierra, y planea usarla con más regularidad en futuras misiones planetarias.
MUNDOS DIFERENTES, CLIMA DIFERENTE
La supertormenta se experimentó de manera muy diferente en la Tierra y en Marte, destacando las diferencias entre los dos mundos. En la Tierra, la respuesta de la atmósfera superior fue más tenue, gracias al efecto protector del campo magnético terrestre. Además de desviar gran parte de las partículas de la tormenta solar lejos de la Tierra, el campo magnético también desvió algunas hacia los polos terrestres, donde hicieron que el cielo se iluminara con auroras.
Si bien sus diferencias pueden hacer que sea complicado comparar planetas directamente, comprender cómo la actividad solar afecta a los residentes del Sistema Solar -en otras palabras, la predicción del clima espacial- es enormemente importante.
En la Tierra, las tormentas solares pueden ser peligrosas y dañinas para los astronautas y el equipo en el espacio, y pueden interrumpir satélites y sistemas (energía, radio, navegación) en la superficie.
Sin embargo, estudiar el clima espacial es difícil, ya que el Sol expulsa radiación y material de forma errática. "Afortunadamente, pudimos usar esta nueva técnica con Mars Express y TGO apenas 10 minutos después de que una gran llamarada solar golpeara Marte. Actualmente, solo realizamos dos observaciones por semana en Marte, por lo que el momento fue extremadamente afortunado", añade Jacob.
Los investigadores capturaron las secuelas de tres eventos solares, todos parte de la misma tormenta, pero diferentes en términos de lo que expulsan al espacio y cómo lo hacen: una llamarada de radiación, un estallido de partículas de alta energía y una erupción de material conocida como eyección de masa coronal (CME, por sus siglas en inglés).
Juntos, estos eventos enviaron plasma magnetizado y rayos X, muy energéticos y de movimiento rápido, en dirección a Marte. Cuando este aluvión de material golpeó la atmósfera superior del planeta, chocó con átomos neutros y les arrancó sus electrones, lo que provocó que la región se llenara de electrones y partículas cargadas.
"Los resultados mejoran nuestra comprensión de Marte al revelar cómo las tormentas solares depositan energía y partículas en su atmósfera; esto es importante ya que sabemos que el planeta ha perdido hacia el espacio tanto enormes cantidades de agua como la mayor parte de su atmósfera, muy probablemente a causa del continuo viento de partículas que emana del Sol", explica Colin.
El investigador precisa que hay otro aspecto a considerar: "la estructura y el contenido de la atmósfera de un planeta influyen en cómo viajan las señales de radio por el espacio".
"Si la atmósfera superior de Marte está repleta de electrones, esto podría bloquear las señales que utilizamos para explorar la superficie del planeta a través de radar, convirtiéndolo en una consideración clave en la planificación de nuestras misiones, y afectando nuestra capacidad para investigar otros mundos", concluye Colin.