16 May El rover Perseverance de NASA detecta auroras en Marte

El rover Perseverance de la NASA ha hecho historia al detectar auroras en Marte por primera vez desde la superficie de otro planeta, una observación que fue confirmada posteriormente por la misión MAVEN.

El 15 de marzo de 2024, en pleno pico del actual ciclo solar, el Sol generó una fulguración solar acompañada de una eyección de masa coronal (CME). Una CME es una explosión masiva de gas y energía magnética que transporta grandes cantidades de partículas energéticas solares.

Esta actividad solar provocó impresionantes auroras a lo largo del sistema solar, incluyendo Marte, donde el rover Perseverance logró captar por primera vez auroras en Marte desde su posición en la superficie.

«Este descubrimiento abre nuevas posibilidades para la investigación de auroras en Marte y confirma que estas podrían ser visibles para los futuros astronautas que exploren la superficie marciana», explica Elise Knutsen, investigadora postdoctoral en la Universidad de Oslo y autora principal del estudio publicado en Science Advances.

Elegir la aurora correcta

En la Tierra, las auroras se forman cuando partículas solares interactúan con el campo magnético global, canalizándolas hacia los polos, donde colisionan con gases atmosféricos y emiten luz.

El color más común, el verde, es causado por átomos de oxígeno excitados que emiten luz a una longitud de onda de 557,7 nanómetros. Durante años, los científicos han teorizado que las auroras en Marte podrían mostrar este mismo brillo verde, aunque mucho más tenue y difícil de detectar que las auroras terrestres.

Debido a la falta de un campo magnético global, Marte presenta tipos de auroras diferentes a los de la Tierra. Uno de estos tipos es el de auroras por partículas energéticas solares (SEP), descubiertas por la misión MAVEN en 2014.

Estas se producen cuando partículas superenergéticas del Sol impactan la atmósfera marciana, provocando una reacción que hace que toda la bóveda celeste nocturna brille.

Aunque MAVEN ya había observado auroras SEP en luz ultravioleta desde órbita, nunca antes se habían observado auroras en Marte en luz visible desde el suelo.

Como estas auroras SEP suelen producirse durante tormentas solares, que aumentan durante el máximo solar, Knutsen y su equipo se propusieron capturar imágenes visibles y espectros de auroras SEP desde la superficie marciana durante el pico del actual ciclo solar.

Coordinación perfecta

Mediante modelización, el equipo de Knutsen determinó el ángulo óptimo para que el espectrómetro SuperCam y la cámara Mastcam-Z de Perseverance pudieran observar con éxito auroras en Marte en luz visible. Con esta estrategia en marcha, todo dependía del momento y la comprensión de las CME.

«La clave era identificar una buena CME, una capaz de acelerar e inyectar muchas partículas cargadas en la atmósfera de Marte», indica Knutsen.

En esto fue crucial la colaboración de los equipos de la Oficina de Análisis del Clima Espacial de la Luna a Marte (M2M) y del Centro de Modelado Coordinado de la Comunidad (CCMC) de la NASA en el Centro Goddard de Vuelo Espacial en Greenbelt, Maryland.

El equipo M2M proporciona análisis en tiempo real de erupciones solares al CCMC, que realiza simulaciones para determinar si podrían afectar misiones activas. Cuando estas simulaciones detectan impactos potenciales, se emite una alerta.

En la Universidad de California, Berkeley, la física espacial Christina Lee, miembro del equipo de MAVEN y responsable de clima espacial, recibió una alerta sobre la CME del 15 de marzo de 2024.

Lee determinó que se aproximaba una tormenta solar significativa hacia Marte, que llegaría en unos días. Inmediatamente, emitió la notificación de alerta de clima espacial marciano a todas las misiones activas en el planeta.

«Esto permite que los equipos científicos de Perseverance y MAVEN anticipen los impactos de las CME interplanetarias y las partículas SEP asociadas», explica Lee.

«Cuando vimos la intensidad de esta tormenta», comentó Knutsen, «estimamos que podría desencadenar auroras lo suficientemente brillantes como para ser detectadas por nuestros instrumentos».

Auroras en Marte

Unos días después, la CME impactó Marte, proporcionando un espectáculo de luz que el rover logró capturar, mostrando las auroras en Marte de forma casi uniforme en todo el cielo a una longitud de onda de exactamente 557,7 nm.

Para confirmar la presencia de partículas SEP durante la observación de auroras, el equipo recurrió al instrumento SEP de MAVEN, corroborado también por datos de la misión Mars Express de la ESA.

Ambas misiones confirmaron que el equipo del rover logró capturar con éxito el fenómeno en la estrecha ventana temporal disponible.

«Este fue un excelente ejemplo de coordinación entre misiones. Todos trabajamos juntos rápidamente para facilitar esta observación y estamos emocionados de haber logrado finalmente vislumbrar lo que algún día podrán ver los astronautas en Marte», afirma Shannon Curry, investigadora principal de MAVEN y científica en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP) de la Universidad de Colorado en Boulder.

El futuro de las auroras en Marte

Al coordinar las observaciones de Perseverance con las mediciones del instrumento SEP de MAVEN, los equipos lograron confirmar que la emisión observada a 557,7 nm se debía a partículas energéticas solares.

Dado que esta es la misma línea de emisión de las auroras verdes en la Tierra, es probable que los futuros astronautas puedan observar estas auroras en Marte a simple vista.

«Las observaciones de Perseverance de auroras en Marte en luz visible confirman una nueva forma de estudiar estos fenómenos, complementaria a lo que podemos observar desde las órbitas marcianas», explica Katie Stack Morgan, científica de proyecto interina de Perseverance en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en California.

«Comprender mejor las auroras y las condiciones que las provocan en Marte es especialmente importante mientras nos preparamos para enviar exploradores humanos allí de manera segura».

Fuente: NASA Observes First Visible-light Auroras at Mars