Le aurore sono tra gli spettacoli più belli del cielo terrestre: veli verdi e rossi che danzano sopra le regioni polari. Ma non sono un'esclusiva del nostro pianeta. Anche Marte ha le sue aurore, diverse da quelle terrestri e per lo più invisibili all'occhio umano. A mostrarle con un dettaglio senza precedenti è stata la sonda Hope (Al-Amal) degli Emirati Arabi Uniti, entrata in orbita attorno al pianeta rosso il 9 febbraio 2021.
La prima missione araba su Marte
La Emirates Mars Mission è stata la prima missione interplanetaria di un paese arabo. La sonda Hope, lanciata dal Giappone nel luglio 2020, è stata sviluppata dal Mohammed bin Rashid Space Centre di Dubai in collaborazione con alcune università statunitensi. Il suo obiettivo principale è studiare l'atmosfera marziana nel suo insieme: il clima, la meteorologia quotidiana e il modo in cui il pianeta perde idrogeno e ossigeno nello spazio.
A differenza di altre sonde, Hope segue un'orbita molto ampia ed ellittica, che le permette di osservare quasi l'intero disco del pianeta a diverse ore del giorno. Tra i suoi strumenti c'è uno spettrometro ultravioletto, chiamato EMUS, che ha realizzato alcune delle immagini più spettacolari delle aurore marziane.
Come nascono le aurore sulla Terra
Sulla Terra le aurore si formano quando particelle cariche provenienti dal Sole, il cosiddetto vento solare, vengono catturate dal campo magnetico terrestre e convogliate verso i poli. Qui colpiscono gli atomi di ossigeno e azoto dell'alta atmosfera, eccitandoli: quando gli atomi tornano allo stato normale emettono luce. Per questo le aurore terrestri si concentrano in due grandi anelli attorno ai poli magnetici.
Marte, un pianeta senza scudo
Marte ha una storia diversa. Miliardi di anni fa aveva probabilmente un campo magnetico globale, generato dal suo nucleo, ma lo ha perso. Oggi rimangono solo "isole" di magnetismo residuo nella crosta, concentrate soprattutto nell'emisfero sud, tracce di rocce magnetizzate quando il campo era ancora attivo.
Senza uno scudo magnetico globale, il vento solare interagisce direttamente con l'atmosfera marziana. Questo ha contribuito, nel corso di miliardi di anni, a disperdere gran parte dell'atmosfera nello spazio, trasformando un pianeta che un tempo aveva acqua liquida nel deserto freddo che conosciamo.
Diversi tipi di aurore marziane
Gli scienziati hanno identificato su Marte diversi tipi di aurore:
- Aurore discrete: si formano sopra le zone di magnetismo crostale, dove le linee del campo magnetico locale incanalano le particelle. Sono localizzate e irregolari.
- Aurore diffuse: si verificano quando il Sole emette tempeste di particelle molto energetiche che possono illuminare gran parte dell'atmosfera del pianeta.
- Aurore protoniche: scoperte dalla sonda MAVEN della NASA, sono prodotte da protoni del vento solare che penetrano nell'atmosfera dal lato diurno.
Hope ha documentato in modo particolare le aurore discrete, mostrando strutture che si estendono per migliaia di chilometri sul lato notturno del pianeta. Nel 2022 la sonda ha osservato una lunga aurora "serpeggiante" che attraversava metà del disco marziano, un tipo di struttura mai vista prima in questo dettaglio.
Perché sono invisibili a occhio nudo
Le immagini di Hope sono state realizzate nell'ultravioletto, osservando la luce emessa dagli atomi di ossigeno a lunghezze d'onda che i nostri occhi non vedono. La maggior parte delle aurore marziane, quindi, non sarebbe percepibile da un astronauta sulla superficie. Le cose però potrebbero essere diverse durante gli eventi più intensi: nel 2024 il rover Perseverance ha registrato per la prima volta dalla superficie di Marte un debole bagliore verde nel cielo notturno durante una tempesta solare, dimostrando che in certe condizioni anche le aurore marziane possono emettere luce visibile.
Un confronto con gli altri pianeti
Le aurore sono state osservate su quasi tutti i pianeti del Sistema solare dotati di atmosfera. Giove ha le aurore più potenti conosciute, alimentate non solo dal vento solare ma anche dal materiale vulcanico emesso dalla luna Io e intrappolato nel gigantesco campo magnetico del pianeta. Anche Saturno, Urano e Nettuno mostrano aurore attorno ai loro poli magnetici, mentre su Venere, che come Marte non ha un campo magnetico globale, sono stati osservati bagliori prodotti dall'interazione diretta con il vento solare.
Confrontare le aurore di mondi diversi permette agli scienziati di capire meglio il ruolo del campo magnetico nella protezione delle atmosfere planetarie, un fattore che potrebbe essere importante anche per valutare l'abitabilità dei pianeti attorno ad altre stelle.
Cosa ci insegnano
Studiare le aurore marziane non è solo una questione estetica. Il modo in cui il vento solare interagisce con l'atmosfera ci aiuta a capire come Marte abbia perso la sua acqua e la sua atmosfera, e quindi perché un pianeta un tempo potenzialmente abitabile sia diventato così inospitale. Queste conoscenze sono importanti anche per le future missioni umane, perché le tempeste di particelle solari rappresentano un rischio per gli astronauti e per l'elettronica.
Per saperne di più sulla missione, una scheda con la storia e i risultati è disponibile alla voce Emirates Mars Mission su Wikipedia. Se ti interessa il pianeta rosso leggi anche i nostri articoli su Perseverance e su Nüwa City, la città su Marte, oppure esplora la sezione Astronomia.
