Scritto: Martedì, 08 Settembre 2020 06:34 Ultima modifica: Mercoledì, 09 Settembre 2020 08:50

Qualcosa di strano accade su Marte durante le eclissi


Seppur molto più brevi delle eclissi terrestri, i passaggi di Fobos davanti al Sole, creano strani fenomeni su Marte. Gli effetti sono stati osservati dal sismometro a bordo del lander della NASA InSight.

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Il sismometro SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure). Il sismometro SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure). Crediti: NASA/JPL

Marte ha due lune ed entrambi orbitano molto vicino al pianeta. Fobos, la più grande, oscilla attorno all'equatore, attraversando il cielo da ovest ad est tre volte ogni giorno marziano o sol (la Luna della Terra, invece, compie la sua orbita il 27 giorni terrestri). Le eclissi solari, pertanto, sono molto più frequenti di quelle terrestri: i rover marziani Opportunity e Curiosity ne hanno fotografate diverse. Si verificano da una a sette volte nell'arco di tre giorni per un osservatore posto sulla superficie, non sono mai totali e sono molto veloci: il transito di Fobos dura al massimo 30 secondi. Eppure, in questo breve lasso di tempo, qualcosa di strano si verifica all'interno del pianeta. Se ne sono resi conto i ricercatori dell'Istituto di Geofisica dell'ETH di Zurigo, quando hanno deciso di indagare i dati raccolti dal sismometro SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) di InSight per scoprire se i fenomeni registrati durante le eclissi sulla Terra, si verificano anche su Marte.

Le fotografie non sono l'unico modo per osservare i transiti: "Quando la Terra subisce un'eclissi solare, gli strumenti possono rilevare un calo della temperatura e rapide raffiche di vento perché l'atmosfera si raffredda", ha spiegato Simon Stähler, sismologo all'ETH. Il team ha così scoperto che SEIS, utilizzato di norma per studiare i terremoti marziani, si inclina in modo infinitesimale durante gli eventi. Di contro, tutti gli altri sensori a bordo del lander, del vento, della temperatura, della pressione barometrica, ecc. non hanno rilevato alcuna variazione. Solo tre elementi di InSight hanno registrato qualcosa: le celle solari, come in effetti era da aspettarsi, visto che il passaggio di Fobos può bloccare fino al 40% della luce solare; il sismometro ed il magnetometro.

"Quando Fobos è di fronte al Sole, meno luce solare raggiunge le celle solari e queste, a loro volta, producono meno elettricità", ha detto Stähler. "Il calo dell'esposizione alla luce causato dall'ombra di Fobos può essere misurato".  Ma ciò era prevedibile. Analogamente, la risposta del magnetometro, usato per monitorare il campo magnetico sulla superficie marziana, è stata abbastanza facile da comprendere perché collegata al normale calo di energia durante l'eclissi. Il sismometro, invece, ha registrato un segnale nei tre transiti osservati, debole ma reale. "Non ci aspettavamo questa lettura del sismometro; è un segnale insolito", ha detto Stähler. "Normalmente, lo strumento - dotato di elettronica costruita all'ETH - indica i terremoti sul pianeta. Finora il Marsquake Service, guidato da John Clinton e Domenico Giardini, ha registrato circa 40 terremoti convenzionali, il più forte dei quali era di magnitudo 3,8, oltre a diverse centinaia di terremoti regionali e superficiali".

L'inclinazione di SEIS in una particolare direzione è stata sorprendente: "Questa inclinazione è incredibilmente piccola", ha osservato Stähler. "Immaginate una moneta da 5 franchi [circa 31mm di diametro, poco più di una moneta da 2 euro]; ora, mettete due atomi d'argento sotto un bordo. È l'inclinazione di cui stiamo parlando: 10-8 gradi". Ma per quanto leggero fosse questo effetto, era comunque inconfondibile.

Il team ha ipotizzato, quindi, che fosse una risposta sismica agli effetti di marea generati dalla luna, cioè una conseguenza gravitazionale. "Ma lo abbiamo escluso rapidamente", ha detto Stähler. Se questa fosse la spiegazione, il segnale del sismometro sarebbe presente per un periodo di tempo più lungo e ogni cinque ore, quando Fobos fa il suo consueto passaggio, non solo durante le eclissi. Un'altra possibilità era che il cavo che collega il sismometro al lander si sia contratto: tuttavia, ciò avrebbe prodotto un'inclinazione nella direzione opposta a quanto osservato. Secondo i ricercatori, la causa più probabile sarebbe, invece, un raffreddamento temporaneo e repentino del terreno durante le eclissi: "Durante un'eclissi, il terreno si raffredda. Si deforma in modo non uniforme, il che inclina lo strumento", ha affermato Martin van Driel, membro del team. Questa, secondo gli scienziati, è la causa più probabile della strana lettura. In effetti, l'ipotesi sembrerebbe confermata da un sensore ad infrarossi che ha effettivamente misurato un raffreddamento del suolo marziano di due gradi durante il transito. I calcoli hanno mostrato che nei 30 secondi dell'eclissi, il "fronte freddo" poteva penetrare nel terreno solo di pochi micron o millimetri ma l'effetto, a quanto pare, è sufficiente a tirare il sismometro. 

Qualcosa di simile fu osservato nel 1997, all'Osservatorio della Foresta Nera, situato in una miniera d'argento abbandonata in Germania. Un tecnico dimenticò di spegnere la luce nel locale del sismometro ed il calore emesso da una lampadina da 60 watt fu sufficiente a riscaldare lo strato superiore di granito su cui poggiava lo strumento, abbastanza da farlo inclinare. A questo fatto, seguì una serie di esperimenti con sorgenti di calore artificiali, che dimostrarono che i sismometri reagiscono quasi istantaneamente alle variazioni di calore. Anche il team ETH ha ripetuto la propria versione del test, ottenendo un segnale coerente con l'inclinazione del sismometro di InSight.

La prima eclissi solare della missione era visibile dal sito di atterraggio, Elysium Planitia, nell'aprile 2019 ma dato che le operazioni di posa in opera dello strumento si erano concluse da poco, furono registrati solo alcuni dati. La squadra ha quindi atteso con entusiasmo un anno per assistere alla successiva serie di transiti. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Geophysical Research Letters..

Queste informazioni potranno essere utilizzate per comprendere meglio Fobos e Marte, hanno detto i ricercatori.
Innanzitutto, la posizione di InSight è mappata in modo molto accurato. Per cui, sapere quando un'eclissi inizia e finisce in quel punto preciso aiuterà a ricostruire l'orbita della luna in modo  ancora più accurato. E questo, a sua volta, potrà aiutarci a capire quale sarà il futuro di Fobos, la cui orbita sta decadendo ad una velocità di 1,8 centimetri all'anno. Quest'ultimo dato, può dirci quanto sia ancora elastico e caldo l'interno di Marte, o quanto anelastico e freddo. E tali informazioni, a loro volta, faranno luce sulla storia della sua formazione.

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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.
Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing.
Dedico il tempo libero alla mia dolcissima bimba Sofia Vega, a questo sito (creato nel 2012 in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte) ed al processing delle immagini raw 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!

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