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Il cappello di Marte? Colpa del meteo spaziale!

Il misterioso pennacchio osservato su Marte il da W. Jaeschke e D. Parker il 21 marzo 2012.
Il misterioso pennacchio osservato su Marte il da W. Jaeschke e D. Parker il 21 marzo 2012. Copyright: W. Jaeschke and D. Parker

Vi ricordate il discusso "cappello" di Marte fotografato da un gruppo di astrofili a marzo ed aprile 2012? Questi pennacchi si erano formati nell'alta atmosfera del pianeta, a circa 250 chilometri di quota, in corrispondenza del terminatore, su una zona chiamata Terra Cimmeria e si erano sviluppati in circa 10 ore coprendo una superficie di 1.000 x 500 chilometri.

L'altitudine elevata del fenomeno aveva lasciato dubbiosi gli scienziati, essendo di gran lunga superiore all'altezza tipica in cui si formano le nuvole di anidride carbonica o acqua.
"Francamente sono perplesso dalle osservazioni", aveva dichiarato Bruce Jakosky della Università del Colorado a Boulder, del team della sonda della NASA MAVEN. "Non capisco come del materiale possa arrivare così in alto e rimanere lì per tanto tempo".
Quella quota corrisponde alla ionosfera del pianeta, dove l'atmosfera interagisce direttamente con il vento solare, tanto da far considerare spiegazioni più esotiche come un'emissione aurorale nel visibile.

Purtroppo, nonostante vi fossero sonde in orbita e rover sulla superficie, nessuno si trovava nel posto giusto e le osservazioni di Jaeschke e Parker sono rimaste prive di altri riscontri per anni. Ma ora, gli scienziati dell'ESA hanno analizzato i dati sul plasma ed il vento solare rilevati da Mars Express trovando quello che potrebbe essere un riscontro: una grande eruzione di massa coronale o CME proveniente dal Sole, colpì Marte proprio nel momento e nel posto giusto.

Analisi del "cappello di Marte"

Le osservazioni terrestri del 21 marzo marzo 2012 messe a confronto con i dati di Mars Express sul vento solare di marzo ed aprile 2012 (riga in basso).
Gli schemi a sinistra mostrano, per le osservazioni terrestri (in alto) e Mars Express (in absso), la porzione di Marte visibile dalla Terra in quel momento (in verde), il lato notturno di Marte (in grigio) su una mappa base del magnetismo della crosta marziana. Il box bianco indica la zona in cui sono stati osservati i pennacchi. In pratica, dai grafici si evince che i dati da Terra e quelli dall'orbita non sono del tutto simultanei ma i primi sono stati rilevati lungo il terminatore all'alba, i secondi lungo il terminatore al tramonto. La linea nera nello schema in basso indica la traiettoria di Mars Express. Il grafico in basso a destra riporta i dati rilevati dall'orbiter europeo: densità protonica del vento solare (in alto), velocità (seconda riga), pressione dinamica (terza riga). I picchi indicati dalla linea orizzontale blu indicano l'incremento delle proprietà del vento solare a seguito dell'impatto della espulsione di massa coronale.
Copyright: visual images: D. Parker (large Mars image and bottom inset) & W. Jaeschke (top inset). All other graphics courtesy D. Andrews

"Le nostre osservazioni del plasma mostrano che c'era un evento meteorologico spaziale in grado di impattare su Marte e di aumentare la fuga del plasma dall'atmosfera del pianeta", ha dichiarato nel report David Andrews dello Swedish Institute of Space Physics, autore principale dell'articolo che descrive questi risultati.
"Ma non siamo stati in grado di vedere le firme nella ionosfera per affermare categoricamente quale fosse la causa dei pennacchi".
"Un prolema è che i pennacchi sono stati visti sul terminatore in corrispondenza di una zona nota per forti variazioni magnetiche sulla crosta, dove sappiamo che in genere la ionosfera è molto disturbata. Quindi, la ricerca di firme extra è molto impegnativa".

Gli scienziati, però, hanno provato a prendere in esame insieme questi due rari eventi osservati, il CME che impatta con il pianeta e i pennacchi. Ad esempio, casualmente, il fenomeno molto simile che Hubble osservò il 17 maggio 1997 avvenne in concomitanza con un CME che colpì la Terra.

 Hubble 17 maggio 1997

Il pennacchio ripreso da Hubble il 17 maggio 1997.
Crediti: JPL/NASA/STScI

Nonostante i CME sono fenomeni ben studiati, non ci sono informazioni dagli orbiter marziani per giudicarne l'impatto sul Pianeta Rosso e, d'altra parte, diversi CME sono stati rilevati su Marte senza alcun pennacchio associato, anche se i cambiamenti nella distanza e la visibilità di Marte dalla Terra non rendono le osservazioni sempre ottimali.

"Un'ipotesi è che un CME veloce possa provocare una perturbazione significativa nella ionosfera con conseguente acqua e grani di ghiaccio che risiedono nell'alta atmosfera, spinti ancora più in alto dal plasma ionosferico e campi magnetici".
"Questo potrebbe generare un effetto pennacchio abbastanza significativo da essere visto con osservazioni terrestri".
"Anche altri processi potrebbero essere responsabili ma se questi pennacchi sono guidati dalla meteorologia spaziale aggiungono fatti importanti per la nostra comprensione di come Marte può aver perso gran parte della sua atmosfera in passato, passando da un ambiente caldo e umido al mondo asciutto, polveroso e freddo di oggi", ha spiegato Dmitri Titov, scienziato del progetto Mars Express.

Plasma observations during the Mars atmospheric “plume” event of March–April 2012 [abstract]

We present initial analyses and conclusions from plasma observations made during the reported “Mars plume event” of March–April 2012. During this period, multiple independent amateur observers detected a localized, high-altitude “plume” over the Martian dawn terminator, the cause of which remains to be explained. The estimated brightness of the plume exceeds that expected for auroral emissions, and its projected altitude greatly exceeds that at which clouds are expected to form. We report on in situ measurements of ionospheric plasma density and solar wind parameters throughout this interval made by Mars Express, obtained over the same surface region but at the opposing terminator. Measurements in the ionosphere at the corresponding location frequently show a disturbed structure, though this is not atypical for such regions with intense crustal magnetic fields. We tentatively conclude that the formation and/or transport of this plume to the altitudes where it was observed could be due in part to the result of a large interplanetary coronal mass ejection (ICME) encountering the Martian system. Interestingly, we note that the only similar plume detection in May 1997 may also have been associated with a large ICME impact at Mars.

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Dal 2009 elaboro le immagini raw delle missioni spaziali insieme a Marco Faccin ed ho creato questo blog ad agosto 2012, in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte.
Per lavoro mi occupo di digital advertising, web e video analytics presso Shiny (SV – Italia) ma passo la maggior parte del tempo libero su questo sito e tra i cataloghi delle foto scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

Sito web: https://twitter.com/EliBonora
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