A pesar de que los científicos terrícolas están estudiando intensamente a Marte, sigue siendo un lugar misterioso.
Una de las cosas sorprendentes de Marte es toda la evidencia, claramente visible en su superficie, de que albergaba agua líquida. Ahora, toda esa agua se ha ido y, de hecho, el agua líquida no podría sobrevivir en la superficie del Planeta Rojo. No como el planeta es ahora, de todos modos.
Pero podría albergar agua en el pasado. ¿Qué sucedió?
Marte tiene ahora solo una atmósfera delgada, y esa atmósfera no es lo suficientemente espesa para mantener el agua ahora. Entonces debe haber tenido una atmósfera más espesa y cálida en el pasado. Y esa atmósfera solo podría haber persistido si Marte también tuviera una magnetosfera protectora.
Los astrónomos están bastante seguros de que Marte perdió su magnetosfera hace unos 4 mil millones de años. Y sin una magnetosfera protectora como la que tiene la Tierra, el viento estelar del Sol tuvo libre acceso a Marte, y simplemente despojó a su atmósfera, perdida en el espacio para siempre.
Y una vez que eso sucedió, Marte estaba condenado. El agua y la atmósfera desaparecieron, y Marte se volvió frío y seco.
La magnetosfera de la Tierra es creada por una dínamo en el núcleo del planeta; un grupo giratorio y convectivo de hierro fundido y níquel. Marte también debe haber tenido uno. Es la única forma en que podría haber generado una magnetosfera protectora para protegerlo del Sol. Pero Marte es más pequeño que la Tierra y, después de su formación, el planeta se enfrió más rápido que la Tierra. Una vez que se enfrió, perdió su núcleo de dínamo de hierro/níquel, luego su atmósfera y luego su agua. Pobre Marte.
Pero Marte aún tiene un campo magnético, aunque débil, y la NASA MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) lo ha mapeado. En lugar de un campo magnético de dínamo global como el de la Tierra, Marte ahora tiene un magnetosfera inducida.
MAVEN llegó a Marte y entró en órbita alrededor del planeta en septiembre de 2014. Cinco años de datos de la misión han llevado a un nuevo mapa del débil campo magnético de Marte. Los investigadores están utilizando este mapa para ayudar a comprender la historia de Marte y cómo perdió su atmósfera.
Un nuevo artículo presenta estos hallazgos en la revista Nature Astronomy. El documento se titula “Los sistemas de corriente global de la magnetosfera inducida marciana.” El autor principal es Robin Ramstad de la Universidad de Colorado, Boulder.
«Estas corrientes juegan un papel fundamental en la pérdida atmosférica que transformó a Marte de un mundo que podría haber albergado vida a un desierto inhóspito», dijo el autor principal Ramstad en un comunicado. presione soltar. «Actualmente estamos trabajando en el uso de las corrientes para determinar la cantidad precisa de energía que se extrae del viento solar y potencia el escape atmosférico».
El magnetismo inducido por Marte tiene una causa diferente a la creada por una dínamo en el centro de un planeta. Es causado por la interacción electromagnética entre el viento solar, que es un flujo de plasma magnetizado, y el propio planeta no magnetizado. Las corrientes producidas por esa interacción dan pistas «sobre el papel del viento solar en el calentamiento, el escape y la evolución de las atmósferas planetarias», según los autores del artículo.
El campo magnético de la Tierra se comprende bastante bien y se ha estudiado durante décadas. Pero los campos inducidos como los de Marte no lo son. Este estudio de cinco años realizado por MAVEN es el estudio más profundo hasta el momento.
El viento solar es una corriente de partículas cargadas que golpea todo alrededor del Sol a casi un millón de millas por hora, o 1,6 millones de kilómetros por hora. Interactúa con todo en el Sistema Solar. El viento en sí está magnetizado, por lo que en realidad tiene dificultades para penetrar en la atmósfera superior de Marte no magnetizado. En cambio, crea corrientes en la ionosfera. Eso en realidad fortalece el campo magnético, produciendo la magnetosfera inducida. Solo ahora, gracias a este estudio, los científicos están comprendiendo cómo funciona todo esto.
Cuando los iones y electrones del viento solar chocan con este campo magnético inducido, algunos de los iones se dirigen para fluir en una dirección y algunos de los electrones se dirigen en la dirección opuesta. Eso forma corrientes eléctricas, y viajan alrededor del planeta, desde el lado diurno hasta el lado nocturno.
Al mismo tiempo, los rayos X y la radiación ultravioleta del Sol golpean la atmósfera superior de Marte, ionizando parte de ella constantemente. Eso convierte parte de la atmósfera superior en electrones e iones cargados eléctricamente que conducen la electricidad.
El autor principal, Ramstad, lo describe así: “La atmósfera de Marte se comporta un poco como una esfera de metal que cierra un circuito eléctrico. Las corrientes fluyen en la atmósfera superior, con las capas de corriente más fuertes que persisten a 120-200 kilómetros (alrededor de 75-125 millas) sobre la superficie del planeta».
MAVEN y otras misiones han visto indicios localizados de estas capas actuales antes. Pero recién ahora, después de cinco años, los científicos han podido mapear el circuito completo, desde su generación en el viento solar, hasta donde se deposita la energía eléctrica en la atmósfera superior.
Es extraordinariamente difícil “ver” estas corrientes eléctricas en el espacio. Pero uno de los instrumentos de MAVEN es un magnetómetro sensible. Aunque no puede ver las corrientes eléctricas, creó un mapa 3D de líneas de campo magnético alrededor de Marte. Luego, los científicos pudieron mapear las corrientes en las distorsiones en las líneas de campo.
“Con una sola operación elegante, la fuerza y los caminos de las corrientes salen de este mapa del campo magnético”, dijo Ramstad.
El resultado es una comprensión más detallada de cómo el Sol despojó a Marte de su atmósfera. Una vez que desapareció el campo magnético global de la dínamo, el viento solar formó una conexión directa con la atmósfera superior de Marte, creando corrientes eléctricas. Esas corrientes luego llevaron partículas cargadas en la atmósfera al espacio.
Los autores del artículo dicen que es probable que otros planetas sin magnetosferas tengan los mismos campos inducidos, al menos en un nivel superior.
“Los sistemas actuales de la magnetosfera inducida marciana están impulsados predominantemente por un campo eléctrico convectivo magnetosférico”, escriben los autores. “Estos resultados representan la configuración típica en Marte y, en primer orden, probablemente también representen magnetosferas inducidas impulsadas por convección en general. Esta configuración, sin embargo, no es la única configuración posible para las magnetosferas inducidas”.
Este proceso de pérdida atmosférica comenzó hace unos 4.000 millones de años, cuando Marte perdió su campo magnético. Y todavía está sucediendo hoy.
Más:
- Presione soltar: MAVEN mapea las corrientes eléctricas alrededor de Marte que son fundamentales para la pérdida atmosférica
- Trabajo de investigación: Los sistemas de corriente global de la magnetosfera inducida marciana
- Universe Today: ¿Cuándo perdió Marte su campo magnético global?
