Perseverance capta auroras por primera vez desde otro planeta

El rover Perseverance de la NASA en Marte ha detectado por primera vez auroras desde la superficie de otro planeta.

El 15 de marzo de 2024, cerca del pico del ciclo solar actual, el Sol produjo una llamarada solar y una eyección de masa coronal (EMC) concomitante, una explosión masiva de gas y energía magnética que transporta grandes cantidades de partículas energéticas solares. Esta actividad solar provocó impresionantes auroras en todo el sistema solar, incluyendo Marte.

"Este emocionante descubrimiento abre nuevas posibilidades para la investigación de las auroras y confirma que las auroras podrían ser visibles para los futuros astronautas en la superficie de Marte", afirmó en un comunicado Elise Knutsen, investigadora postdoctoral de la Universidad de Oslo (Noruega) y autora principal del estudio de Science Advances, que informa sobre la detección.

En la Tierra, las auroras se forman cuando las partículas solares interactúan con el campo magnético global, canalizándolas hacia los polos, donde colisionan con los gases atmosféricos y emiten luz. El color más común, el verde, se debe a la excitación de átomos de oxígeno que emiten luz a una longitud de onda de 557,7 nanómetros. Durante años, los científicos han teorizado que las auroras de luz verde también podrían existir en Marte, pero sugirieron que serían mucho más tenues y difíciles de capturar que las auroras verdes que vemos en la Tierra.

Debido a la falta de campo magnético global en el planeta rojo, Marte presenta diferentes tipos de auroras que las que tenemos en la Tierra. Una de ellas son las auroras de partículas energéticas solares (PES), descubiertas por la misión MAVEN (Atmósfera de Marte y Evolución Volátil) de la NASA en 2014. Estas ocurren cuando partículas superenergéticas del Sol impactan la atmósfera marciana, provocando una reacción que hace que la atmósfera brille en todo el cielo nocturno.

Si bien MAVEN había observado auroras de PES en luz ultravioleta desde la órbita, este fenómeno nunca se había observado en luz visible desde la Tierra. Dado que las auroras SEP suelen ocurrir durante tormentas solares, que aumentan durante el máximo solar, Knutsen y su equipo se propusieron capturar imágenes visibles y espectros de la aurora SEP desde la superficie de Marte, en el pico del ciclo solar actual.

Mediante modelado, Knutsen y su equipo determinaron el ángulo óptimo para que el espectrómetro SuperCam y la cámara Mastcam-Z del rover Perseverance observaran con éxito la aurora SEP en luz visible. Con esta estrategia de observación implementada, todo se redujo a la sincronización y la comprensión de las CME.

"La clave estaba en elegir una buena CME, una que acelerara e inyectara muchas partículas cargadas en la atmósfera de Marte", explicó Knutsen.

Aquí es donde entraron en juego los equipos de la Oficina de Análisis del Clima Espacial Luna-Marte (M2M) de la NASA y del Centro de Modelado Coordinado por la Comunidad (CCMC), ambos ubicados en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. El equipo M2M proporciona análisis en tiempo real de las erupciones solares al CCMC para iniciar simulaciones de CME y determinar si podrían afectar las misiones actuales de la NASA. Cuando las simulaciones sugieren posibles impactos, el equipo envía una alerta.

En la Universidad de California, Berkeley, la física espacial Christina Lee recibió una alerta de la oficina M2M sobre el CME del 15 de marzo de 2024. Lee, miembro del equipo de la misión MAVEN y responsable del clima espacial, determinó que se avecinaba una importante tormenta solar que se dirigía hacia el planeta rojo y que podría llegar en pocos días. Inmediatamente emitió la Notificación de Alerta de Clima Espacial de Marte a las misiones a Marte en funcionamiento.

"Esto permite a los equipos científicos de Perseverance y MAVEN anticipar los impactos de las CME interplanetarias y las SEP asociadas", afirmó Lee.

"Cuando observamos la intensidad de esta", añadió Knutsen, "estimamos que podría desencadenar una aurora lo suficientemente brillante como para que nuestros instrumentos la detectaran".

Unos días después, la CME impactó en Marte, lo que proporcionó un espectáculo de luces que el róver pudo capturar, mostrando una aurora casi uniforme en el cielo con una longitud de onda de emisión de exactamente 557,7 nm. Para confirmar la presencia de SEP durante la observación de la aurora, el equipo consultó el instrumento SEP de MAVEN, que también fue corroborado por datos de la misión Mars Express de la ESA. Los datos de ambas misiones confirmaron que el equipo del róver había logrado vislumbrar el fenómeno en el breve lapso de tiempo disponible.