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I campi magnetici di Marte plasmano la ionosfera del pianeta


In base ai dati rilevati dalla sonda dell’ESA Mars Express, gli “ombrelli” magnetici sparsi sulla crosta di Marte influenzano significativamente la sua atmosfera superiore.


Marte non ha un campo magnetico globale come la Terra ma un forte magnetismo residuo diffuso a testimonianza di un lontano e diverso passato, quando il pianeta aveva probabilmente del materiale fuso all’interno del suo nucleo in grado di creare una dinamo planetaria.

Il pianeta deve essersi raffreddato al di sotto di una temperatura specifica, nota come punto di Curie, quando il nucleo del pianeta, e quindi il suo campo magnetico, era ancora presente. Successivamente, parte dei campi magnetici residui sarebbe stata rimossa quando il materiale ha superato la temperatura di Curie (un valore al di sopra del quale un materiale ferromagnetico perde alcune delle sue proprietà e si comporta similmente a uno paramagnetico), per esempio a causa di impatti di grandi dimensioni. Così, quel che oggi resta magnetizzato sono solo parti ferro-magnetiche della crosta e della roccia, un fenomeno che può durare a lungo anche quando il campo magnetico esterno non è più presente.

Marte risulta essere più ricco di campi magnetici residui nell’emisfero sud, dove sono abbastanza forti da guidare fenomeni in atmosfera simili alle aurore terrestri (studiate sia da MAVEN che da Mars Express).

I campi magnetici di Marte sono deboli in termini di forza assoluta, centinaia di Nanotesla nell’atmosfera superiore, cioè tra lo 0,1 e l’1 per cento della forza di campo prodotta dalla dinamo terrestre alla quota equivalente, ma sono significativamente più forti rispetto a quelli della Terra“, ha detto Markus Fraenz del Max Planck Institute for Solar System Research (Germania).

Ciò indica che la dinamo planetaria di Marte era una volta forte almeno come quella della Terra. Ma dato che ha prodotto importanti macchie residue sulla crosta, probabilmente lo era anche di più“.

Purtroppo, ad oggi, nessun lander e nessun rover ha visitato una di queste zone di estremo interesse.

Mars Express, però, è in orbita attorno a Marte dal 2003 analizzando il sottosuolo con il suo radar MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) e gli effetti dei campi magnetici nella ionosfera con ASPERA-3 (Analyzer of Space Plasmas and Energetic Atoms).

I campi della crosta di Marte sembrano controllare fortemente il plasma nell’atmosfera superiore del pianeta“, ha detto David Andrews dello Swedish Institute of Space Physics di Uppsala.

La ionosfera di Marte è molto simile a quella della Terra sotto molti aspetti, come densità, quote ecc. ma la nostra è un po’ più complessa in termini di struttura ed ha un maggior numero di strati distinti. Si trova al confine tra la bassa atmosfera ed il vento solare, il flusso costante di particelle cariche proveniente dal Sole che trasporta anche il campo magnetico della nostra stella nel Sistema Solare, creando il campo magnetico interplanetario.

I campi magnetici crostali di Marte influenzano il movimento e la dinamica del plasma ionosferico, la sua circolazione, gli accumuli e come sfugge nello spazio.

Quando Marte si muove vicino al campo magnetico interplanetario le linee di campo di quest’ultimo possono connettersi a quelle degli ombrelli magnetici marziani sulla crosta (un processo noto come riconnessione magnetica). Questo meccanismo permette al plasma di salire verso l’alto trovando una via di fuga verso lo spazio. Gli scienziati ora si chiedono se questo influenza la velocità con cui Marte sta perdendo la sua atmosfera.

Il comportamento della ionosfera del pianeta varia tra il lato diurno e notturno.

I dati di Mars Express hanno dimostrato che la zona illuminata dal Sole è sorprendentemente complessa e dinamica. La fuga del plasma dovuta alla riconnessione magnetica, ad esempio, sembra essere particolarmente efficiente sul terminatore, allo stesso modo la ionosfera sul lato diurno è più densa e si estende ad altitudini più elevate. In generale, il numero e la densità degli elettroni nella ionosfera aumenta con l’intensità del campo durante il giorno e al confine tra il giorno e la notte, mentre succede il contrario sul lato notturno dove la ionosfera è irregolare e rifornita di plasma dall’attività sul lato opposto del pianeta.

Tutto questo rafforza l’idea che l’ambiente del plasma marziano è fortemente influenzato dai livelli di radiazione solare in arrivo e dalla forza e la distribuzione dei campi sulla crosta del pianeta“, ha detto Eduard Dubinin sempre del Max Planck.

Lo studio di questi meccanismi non solo è fondamentale per una migliore comprensione del pianeta ma è di vitale importanza per le missioni spaziali, soprattutto quelle con equipaggio in programma per il prossimo futuro. La ionosfera, infatti, influenza la propagazione di onde radio e ciò potrebbe essere un problema per le comunicazioni con la superficie.

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