La sonda MAVEN de la NASA observa el cielo nocturno marciano pulsando en luz ultravioleta.

Vastas áreas del cielo nocturno marciano pulsan en luz ultravioleta, según imágenes de la nave espacial MAVEN de la NASA. Los resultados se están utilizando para iluminar patrones de circulación complejos en la atmósfera marciana.

Ésta es una imagen del “resplandor nocturno” ultravioleta en la atmósfera marciana. Los falsos colores verde y blanco representan la intensidad de la luz ultravioleta, siendo el blanco el más brillante. El resplandor nocturno se midió a unos 70 kilómetros (aproximadamente 40 millas) de altitud por el instrumento espectrógrafo Imaging UltraViolet en la nave espacial MAVEN de la NASA. Una vista simulada del globo de Marte se agrega digitalmente para el contexto. La imagen muestra un intenso brillo en la atmósfera nocturna de Marte. Los brillos ocurren regularmente después del atardecer en las noches marcianas durante las temporadas de otoño e invierno, y se desvanecen a la medianoche. El brillo es causado por el aumento de los vientos descendentes que mejoran la reacción química creando óxido nítrico que causa el brillo. Créditos: NASA / MAVEN / Goddard Space Flight Center / CU / LASP.

El equipo de MAVEN se sorprendió al descubrir que la atmósfera pulsaba exactamente tres veces por noche, y solo durante la primavera y el otoño de Marte. Los nuevos datos también revelaron ondas y espirales inesperadas sobre los polos invernales, al tiempo que confirmaron los resultados de la nave espacial Mars Express de que este resplandor nocturno era más brillante en las regiones polares invernales.

"Las imágenes de MAVEN ofrecen nuestra primera visión global de los movimientos atmosféricos en la atmósfera media de Marte, una región crítica donde las corrientes de aire transportan gases entre las capas más baja y más alta", dijo Nick Schneider del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP) de la Universidad de Colorado, Boulder, Colorado. Los brillos ocurren donde los vientos verticales llevan gases a regiones de mayor densidad, acelerando las reacciones químicas que crean óxido nítrico y potencian el brillo ultravioleta. Schneider es líder del instrumento MAVEN Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS) que realizó estas observaciones y autor principal de un artículo sobre esta investigación que aparece el 6 de agosto en la revista Journal of Geophysical Research, Space Physics. La luz ultravioleta es invisible para el ojo humano pero detectable por instrumentos especializados.

El diagrama explica la causa de la brillante atmósfera nocturna de Marte. En el lado diurno de Marte, las moléculas son destrozadas por energéticos fotones solares. Los patrones de circulación global llevan los fragmentos atómicos al lado nocturno, donde los vientos descendentes aumentan la velocidad de reacción de los átomos para reformar las moléculas. Los vientos descendentes ocurren cerca de los polos en algunas estaciones y en las regiones ecuatoriales en otras. Las nuevas moléculas contienen energía extra que emiten como luz ultravioleta. Créditos: NASA / MAVEN / Goddard Space Flight Center / CU / LASP.

"El resplandor ultravioleta proviene principalmente de una altitud de unos 70 kilómetros (aproximadamente 40 millas), con el punto más brillante alrededor de mil kilómetros (aproximadamente 600 millas) de ancho, y es tan brillante en el ultravioleta como las luces del norte de la Tierra”, dijo Zac Milby. , también de LASP. “Desafortunadamente, la composición de la atmósfera de Marte significa que estos puntos brillantes no emiten luz en longitudes de onda visibles que les permitan ser vistos por los futuros astronautas de Marte. Lástima: los parches brillantes se intensificarían en lo alto todas las noches después del atardecer y se desplazarían por el cielo a 300 kilómetros por hora (aproximadamente 180 millas por hora) ".

Las pulsaciones revelan la importancia de las ondas que rodean a los planetas en la atmósfera de Marte. El número de ondas y su velocidad indica que la atmósfera media de Marte está influenciada por el patrón diario de calentamiento solar y las perturbaciones de la topografía de las enormes montañas volcánicas de Marte. Estos puntos pulsantes son la evidencia más clara de que las ondas de la atmósfera media coinciden con las que se sabe dominan las capas superior e inferior.

"Los principales descubrimientos de MAVEN sobre la pérdida de atmósfera y el cambio climático muestran la importancia de estos vastos patrones de circulación que transportan los gases atmosféricos por todo el mundo y desde la superficie hasta el borde del espacio". dijo Sonal Jain, también de LASP.

Ésta es una imagen del "resplandor nocturno" ultravioleta en la atmósfera marciana sobre el polo sur. Los falsos colores verde y blanco representan la intensidad de la luz ultravioleta, siendo el blanco el más brillante. El resplandor nocturno se midió a unos 70 kilómetros (aproximadamente 40 millas) de altitud por el instrumento espectrógrafo Imaging UltraViolet en la nave espacial MAVEN de la NASA. Una vista simulada del globo de Marte se agrega digitalmente para el contexto, y el área blanca tenue en el centro de la imagen es el casquete polar. La imagen muestra una espiral brillante inesperadamente brillante en la atmósfera del lado nocturno de Marte. Se desconoce la causa del patrón en espiral. Créditos: NASA / MAVEN / Goddard Space Flight Center / CU / LASP

A continuación, el equipo planea mirar el resplandor nocturno "de lado", en lugar de desde arriba, utilizando datos tomados por IUVS mirando justo por encima del borde del planeta. Esta nueva perspectiva se utilizará para comprender los vientos verticales y los cambios estacionales con mayor precisión.

La atmósfera del lado nocturno de Marte brilla y pulsa en esta animación de datos de las observaciones de la nave espacial MAVEN. El color falso de verde a blanco muestra los brillos mejorados en el "brillo nocturno" ultravioleta de Marte medido por el espectrógrafo ultravioleta de imágenes de MAVEN a unos 70 kilómetros (aproximadamente 40 millas) de altitud. Una vista simulada del globo de Marte se agrega digitalmente para el contexto, con hielo casquillos visibles en los polos. Tres brillos nocturnos ocurren durante una rotación de Marte, el primero mucho más brillante que los otros dos. Los tres brillos ocurren poco después de la puesta del sol, apareciendo a la izquierda de esta vista del lado nocturno del planeta. Las pulsaciones son causada por vientos descendentes que mejoran la reacción química creando óxido nítrico que causa el brillo. Se promediaron meses de datos para identificar estos patrones, lo que indica que se repiten cada noche. Créditos: NASA / MAVEN / Goddard Space Flight Center / CU / LASP

El resplandor nocturno marciano fue observado por primera vez por el instrumento SPICAM en la nave espacial Mars Express de la Agencia Espacial Europea. Sin embargo, IUVS es un instrumento de próxima generación capaz de trazar repetidamente el resplandor nocturno, encontrando patrones y comportamientos periódicos. Muchos planetas, incluida la Tierra, tienen brillo nocturno, pero MAVEN es la primera misión en recopilar tantas imágenes del brillo nocturno de otro planeta.

MAVEN en Mars (concepto de artista). Este concepto artístico muestra la nave espacial MAVEN y la extremidad de Marte. Crédito: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA.

La investigación fue financiada por la misión MAVEN. El investigador principal de MAVEN tiene su base en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado, Boulder, y la NASA Goddard administra el proyecto MAVEN. La NASA está explorando nuestro Sistema Solar y más allá, descubriendo mundos, estrellas y misterios cósmicos cercanos y lejanos con nuestra poderosa flota de misiones espaciales y terrestres.

Bill Steigerwald / Nancy Jones

Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland

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william.a.steigerwald@nasa.gov / nancy.n.jones@nasa.gov

Última actualización: 4 de septiembre de 2020, enlace publicación.

Editor: Bill Steigerwald