Un fenomeno comune

L’astronave MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) della NASA ha scoperto “strati” e “spaccature” nella parte elettricamente carica dell’atmosfera superiore (la ionosfera) di Marte. Il fenomeno è molto comune sulla Terra e causa interruzioni imprevedibili alle comunicazioni radio. Tuttavia, non li comprendiamo appieno perché si formano ad altitudini molto difficili da esplorare sulla Terra. L’inaspettata scoperta di MAVEN mostra che Marte è un laboratorio unico per esplorare e comprendere meglio questo fenomeno altamente dirompente.

Credits: Goddard Space Flight Center della NASA

Gli strati sulla Terra sono molto vicini sopra le nostre teste e possono essere rilevati da chiunque abbia una radio, ma sono ancora abbastanza misteriosi“, afferma Glyn Collinson del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, autore principale di un documento su questa ricerca che appare il 3 febbraio in Nature Astronomy . Chi avrebbe mai pensato che uno dei modi migliori per capirli fosse lanciare un satellite a 300 milioni di miglia su Marte?“.

Specchi nel cielo

Se la tua stazione radio preferita è stata sostituita da un’altra stazione, una causa probabile sono gli strati di gas caricato elettricamente – chiamato “plasma” – nella regione più alta dell’atmosfera – chiamata “ionosfera”. Formandosi all’improvviso e durando per diverse ore, questi strati si comportano come giganteschi specchi nel cielo, facendo sì che i segnali radio provenienti da molto lontano rimbalzino sull’orizzonte dove possono interferire con le trasmissioni locali, come due persone che cercano di parlarsi. Gli strati possono anche causare interferenze con le comunicazioni radio degli aerei e delle spedizioni e possono accecare il radar militare.

Grafico che illustra le interferenze radio
Grafico che illustra i segnali radio provenienti da una stazione remota (linea viola piegata) che interferisce con una stazione locale (torre nera) dopo essere stata riflessa da uno strato di plasma nella ionosfera. Credits: NASA Goddard/CI lab

Sulla Terra, gli strati si formano ad un’altitudine di circa 60 miglia (circa 100 km) dove l’aria è troppo sottile per far volare un aereo, ma troppo spessa per far orbitare qualsiasi satellite. L’unico modo per raggiungerli è con un razzo, ma queste missioni durano solo decine di minuti prima di ricadere sulla Terra. “Sappiamo che esistono da oltre 80 anni, ma sappiamo così poco di ciò che accade al loro interno, perché nessun satellite può abbassarsi abbastanza da raggiungere questi strati“, afferma Collinson, “almeno, nessun satellite sulla Terra“.

Picchi anomali

Su Marte, veicoli spaziali come MAVEN possono orbitare a quote più basse e possono campionare queste caratteristiche. MAVEN trasporta diversi strumenti scientifici che misurano il plasma nell’atmosfera e nello spazio attorno a Marte. Le recenti misurazioni di uno di questi strumenti hanno rilevato imprevisti picchi improvvisi nell’abbondanza di plasma mentre volava attraverso la ionosfera marziana. 

Joe Grebowsky, ex scienziato del progetto MAVEN alla NASA Goddard, ha immediatamente riconosciuto il picco della sua precedente esperienza con i voli dei razzi attraverso gli strati sulla Terra. MAVEN non solo aveva scoperto che tali strati possono verificarsi su pianeti diversi dalla Terra, ma i nuovi risultati rivelano che Marte offre ciò che la Terra non può: un luogo in cui possiamo esplorare in modo affidabile questi strati con i satelliti.

Grafico che illustra MAVEN che incontra gli strati di plasma su Marte
Grafico che illustra il veicolo spaziale MAVEN che incontra strati di plasma su Marte. Credits: NASA Goddard/CI lab

Le basse quote osservabili da MAVEN colmeranno il grande divario nella nostra comprensione di questa regione sia su Marte che sulla Terra, con scoperte davvero significative da fare“, afferma Grebowsky, coautore del documento.

Sostuiti concetti obsoleti

Le osservazioni MAVEN stanno già ribaltando molte delle nostre idee esistenti sui fenomeni: MAVEN ha scoperto che gli strati hanno anche uno specchio opposto, una “spaccatura“, in cui il plasma è meno abbondante. L’esistenza di tali “spaccature” in natura era completamente sconosciuta prima della loro scoperta su Marte da parte di MAVEN e ribalta i modelli scientifici esistenti che affermano che non possono formarsi. Inoltre, diversamente dalla Terra dove gli strati sono di breve durata e imprevedibili, gli strati marziani sono sorprendentemente di lunga durata e persistenti.

Queste nuove scoperte ci hanno già fornito una migliore comprensione dei processi fondamentali che sono alla base di questi strati e la futura esplorazione su Marte ci consentirà di costruire migliori modelli scientifici di come si formano. Mentre, proprio come il tempo, non possiamo impedire che si formino, forse un giorno le nuove scoperte su Marte potrebbero aiutarci a prevederle sulla Terra, il che significa comunicazioni radio più affidabili per tutti noi.

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