Scritto: Mercoledì, 17 Giugno 2020 05:11 Ultima modifica: Mercoledì, 17 Giugno 2020 06:35

Su Marte un bagliore verde circonda il pianeta (come sulla Terra)


Un alone di ossigeno verde brillante circonda Marte. E' la prima volta che questo fenomeno viene rilevato su un pianeta diverso dalla Terra.

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A sinistra la Terra ripresa dalla Stazione Spaziale Internazionale; a destra una rappresentazione artistica di Marte. A sinistra la Terra ripresa dalla Stazione Spaziale Internazionale; a destra una rappresentazione artistica di Marte. Crediti: NASA / ESA

Sulla Terra, queste missioni sono visibili durante i fenomeni aurorali, chiamati comunemente aurore polari perché si verificano intorno ai poli e alle alte latitudini del nostro pianeta. Si formano a causa dell'interazione delle particelle altamente energetiche provenienti dal Sole con la ionosfera terrestre, ossia la fascia di atmosfera compresa tra 100 e 500 chilometri di quota. Protoni ed elettroni carichi arrivano con il vento solare: parte di essi "scivola" sulla magnetosfera e prosegue oltre, altri riescono a penetrare fino alla ionosfera. Questa interazione eccita le particelle cariche degli strati superiori dell'atmosfera terrestre che si "accendono" per ionizzazione: lo scambio di elettroni tra gli atomi genera energia sotto forma di fotoni nello spettro visibile, ossia luce. I diversi colori che vediamo dipendono dai gas interessati dal processo: ognuno risponde ad una caratteristica lunghezza d'onda e quindi produce un colore specifico. Il verde è legato agli atomi di ossigeno..

L'aurora, tuttavia, è solo un modo in cui si illuminano le atmosfere planetarie: sulla Terra e su Marte queste si accendono costantemente sia di giorno che di notte mentre la luce solare interagisce con gli atomi e le molecole che le compongono. Il bagliore diurno e notturno è causato da meccanismi leggermente diversi: il primo si verifica quando le molecole spezzate si ricombinano, mentre il secondo si forma quando la luce del Sole eccita direttamente atomi e molecole, come azoto e ossigeno.
Sulla Terra, il bagliore notturno è piuttosto debole ma può essere ben osservato dalla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) che ha una visuale unica. Il fatto che questi fenomeni siano generalmente deboli, li rende di difficile rilevazione su altri pianeti.

Ora, però, il Trace Gas Orbiter (TGO) della missione congiunta ESA / Roskosmos ExoMars, lo ha rilevato per la prima volta su Marte e, di fatto, questa è anche la prima volta in cui è stato osservato su un altro pianeta.
Una delle emissioni più luminose viste sulla Terra deriva dal bagliore notturno. Più specificamente, dagli atomi di ossigeno che emettono una particolare lunghezza d'onda della luce che non è mai stata vista in giro su un altro pianeta ", ha commentato Jean-Claude Gérard dell'Università di Liegi (Belgio). "Tuttavia, si prevede che questa emissione esista su Marte da circa 40 anni e, grazie a TGO, l'abbiamo trovata".

La rilevazione è avvenuta con i dati della suite NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery) a bordo della sonda, una serie di spettrometri nella banda dell'infrarosso, del visibile, dell'ultravioletto, per la rilevazione e la mappatura della distribuzione di numerosi gas presenti, anche solo in piccole quantità, nell'atmosfera marziana.
"Le precedenti osservazioni non avevano catturato alcun tipo di bagliore verde su Marte, quindi abbiamo deciso di ri-orientare il canale UVIS nadir verso il bordo di Marte, in modo simile alla prospettiva che vediamo nelle immagini della Terra prese dalla ISS", ha aggiunto Ann Carine Vandaele dell'Institut Royal d'Aéronomie Spatiale (Belgio), ricercatrice principale di NOMAD.

"Nadir" è una configurazione dello spettrometro ultravioletto e visibile UVIS dello strumento NOMAD, che può puntare direttamente verso la superficie del Pianeta Rosso. Questa impostazione è stata utilizzata tra il 24 aprile e l'1 dicembre 2019 per scansionare l'atmosfera ad altitudini che vanno da 20 a 400 chilometri, due volte per orbita. L'emissione verde era presente in tutti i passaggi: "è stata più forte ad un'altitudine di circa 80 chilometri e variava a seconda della distanza tra Marte e il Sole", ha aggiunto Ann Carine.

Observation and model of green dayglow emission at Mars pillarsLe osservazioni, ottenute con lo strumento NOMAD di TGO utilizzando il suo canale UVIS nadir.
l'ossigeno chCourtesy of J.-C. Gérard et al. (2020)

Attenzione però,  l'ossigeno che genera questa emissione proviene dall'anidride carbonica che è il maggior gas costituente dell'atmosfera marziana.
"Abbiamo modellato questa emissione ed abbiamo scoperto che è principalmente prodotta dall'anidride carbonica, o CO2, suddivisa nelle sue parti costituenti: monossido di carbonio e ossigeno", ha spiegato Jean-Claude.
"Abbiamo visto gli atomi di ossigeno risultanti brillare sia in luce visibile che ultravioletta" ed il confronto simultaneo di questi due set di dati ha mostrato che l'emissione visibile era 16,5 volte più intensa dell'ultravioletto.
"Le osservazioni su Marte concordano con i precedenti modelli teorici ma non con l'effettivo bagliore che abbiamo individuato simile a quello della Terra, dove l'emissione visibile è molto più debole", ha aggiunto Jean-Claude. "Questo suggerisce che dobbiamo imparare di più su come si comportano gli atomi di ossigeno".
Questa comprensione è la chiave per caratterizzare le atmosfere planetarie e i relativi fenomeni, come le aurore. Decifrando la struttura e il comportamento dello strato luminoso verde nell'atmosfera di Marte, gli scienziati possono ottenere informazioni su un intervallo di altitudini rimasto in gran parte inesplorato e monitorare come cambia in base alla distanza di Marte dal Sole, mentre il pianeta viaggia lungo la sua orbita.
"Questo tipo di osservazione di telerilevamento, unita a misurazioni in situ ad altitudini più elevate, ci aiuta a prevedere come l'atmosfera marziana risponderà ai cambiamenti stagionali e alle variazioni dell'attività solare", ha concluso Håkan. "La previsione dei cambiamenti nella densità atmosferica è particolarmente importante per le prossime missioni, inclusa la missione ExoMars 2022 che invierà un rover e una piattaforma scientifica di superficie per esplorare il Pianeta Rosso".

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Read 172 times Ultima modifica Mercoledì, 17 Giugno 2020 06:35
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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