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Al igual que la Tierra, Marte, nuestro planeta más cercano, experimenta majestuosas auroras. Sin embargo, algunas características hacen que las que se observan en el astro vecino sean muy diferentes de las que vemos cerca de los polos terrestres.
Una de ellas es debido al campo magnético del Planeta Rojo que es muy diferente al nuestro. Marte no tiene un campo globalizado como tal. Además, los vientos solares no lo impactan de la misma forma que lo hacen con la Tierra.
En nuestro planeta, las auroras se producen cuando partículas cargadas de energía chocan contra la atmósfera, la bombardean con gases y brillan, por eso, en el cielo se observan luces coloridas. En la Tierra este fenómeno ocurre principalmente cerca de los polos y así se constituyen las auroras boreales –cercanas al polo Norte– y las australes –cercanas al polo Sur–.
En la Tierra, este fenómeno es principalmente causado por los electrones (partículas atómicas con carga negativa). Los protones (partículas atómicas con carga positiva) también pueden generarlas, pero es algo mucho más raro.
No obstante, la misión MAVEN (Atmósfera y Evolución Volátil de Marte, por sus siglas en inglés) de la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA) encontró que en el Planeta Rojo las auroras sí son causadas por protones.
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La misión, cuyo objetivo es estudiar la atmósfera y superficie marciana, evidenció que el Sol expulsa una gran carga de protones. Estos son átomos de hidrógeno a los que el calor intenso del Sol les “roba” los electrones. A través del viento solar, nuestra estrella expulsa estos protones a más de tres millones de kilómetros por hora.
Pero, hay una particularidad mayor: a diferencia de lo que sucede en la Tierra, estas auroras protónicas de Marte se dan especialmente cuando hay luz solar, por ello son mucho más difíciles de detectar.
¿Cómo las descubrieron? Los científicos de MAVEN estaban analizando la superficie marciana con un instrumento llamado Espectrógrafo de Imagen Ultravioleta (IUVS, por sus siglas en inglés) cuando observaron que, de vez en cuando, la luz ultravioleta proveniente del gas de hidrógeno en la atmósfera marciana se iluminaba por unas horas, de manera misteriosa.
Luego, con la ayuda de otro instrumento, el Analizador de Iones del Viento Solar (SWIA, por sus siglas en inglés), los investigadores comprobaron que cuando ese fenómeno de luz se daba, las mediciones de protones en el viento solar eran mucho mayores.
Los especialistas publicaron sus conclusiones este lunes en la revista Nature Astronomy.
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Resolver el misterio
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Los investigadores debían resolver un par de incógnitas para dilucidar el origen de esta “aurora de protones”. Había dos factores que hacían que estos espectáculos fueran, a simple vista, imposibles. La primero: el planeta tiene un “arco de choque”, es decir, un obstáculo magnético que debería desviar a estas partículas... entonces, cabía preguntarse: ¿cómo lo sobrepasaban?
La segundo: ¿cómo podían los protones generar luz, cuando usualmente se requiere de los electrones para hacerlo?
“La respuesta es que todo se trata de un ‘robo’. Conforme se acercan a Marte, los protones que llegan con el viento solar roban electrones del la parte exterior de la nube de hidrógeno que rodea al planeta. Así, se transforman en átomos neutros (es decir, que no tienen cargas postiivas y negativas por igual).
El arco de choque solo desvía a las partículas cargadas positiva o negativamente, pero como los protones ya están convertidos en átomos neutros pueden pasar el arco sin problemas”, explicó a la prensa Justin Deighan, del Laboratorio para Física Atmosférica y Física Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unido, principal autor del reporte científico.
El experto añadió que cuando esos átomos que viajan a altísima velocidad chocan contra la atmósfera, alguna de su energía se emite como luz ultravioleta, que puede ser invisible para los ojos humanos, pero que es fácilmente detectable para instrumentos como el IUVS.
Jasper Halekas, de la Universidad de Iowa (instituto responsable de instrumento SWIA) agregó: “las auroras de protones en Marte son más que un ‘show de luces’. Este fenómeno revela que el viento solar no es desviado por completo.Ya vimos cómo los protones pueden escabullirse a través del arco de choque e impactar la atmósfera, con esto depositan energía e incluso aumenta el contenido de hidrógeno”.
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Fenómeno ¿inusual?
Las auroras de protones sí pueden ocurrir en la Tierra, pero no de forma tan frecuente como en Marte. Una diferencia clave es que el campo magnético de la Tierra es mucho más fuerte que el marciano y esto hace que las partículas se desvíen con mayor facilidad. Según los investigadores, en la Tierra este fenómeno celeste solo puede darse en zonas muy pequeñas, muy cerca de los polos, mientras que en Marte pueden ocurrir en cualquier lugar.
Sin embargo, las auroras protónicas sí son muy conocidas en el planeta Venus y en Titán, la luna de Saturno. Estos dos lugares tienen varios puntos en común con Marte, como el que su campo magnético es casi inexistente y que poseen mucho hidrógeno en su atmósfera exterior (y con ello, gran cantidad de electrones para “compartir).
El documento concluyó que si vemos más allá, es muy posible que muchos planetas que orbitan otras estrellas tengan estas condiciones favorables y puedan experimentar sus propias auroras de protones.
