Si tratta dello sputtering atmosferico: un meccanismo nel quale le particelle cariche del vento solare, dotate di enormi energie, si schiantano contro le molecole dell’atmosfera marziana, trasferendo loro quantità tali di energia da farle sfuggire all’attrazione gravitazionale. È grazie a MAVEN che tale scoperta è stata possibile, frutto di anni di osservazioni e analisi metodiche, promettendo di riscrivere la nostra comprensione di come Marte abbia gradualmente perso il suo ricco mantello atmosferico e, contestualmente, la sua preziosa acqua liquida.
Il meccanismo fisico del sputtering
Nel cosmo, le particelle di alta energia del vento solare, veri proiettili cosmici, colpiscono le molecole neutre dell’atmosfera marziana.
Questo “cannonball effect” ha il meraviglioso effetto di spingere alcuni atomi, come quelli di argon, a superare la velocità di fuga del pianeta. In particolare, si osserva che gli isotopi più leggeri vengono rimossi più efficacemente rispetto a quelli più pesanti, creando una firma isotopica che non solo conferma la presenza del fenomeno, ma ne misura anche l’intensità in maniera inaspettatamente drammatica.
(A) Pressione dinamica del vento solare a monte (Pdyn; in nanopascals), (B) SZA del periasse codificata a colori in base all’ora locale (in gradi e ore) e (C) il profilo altitudinale dell’abbondanza di argon (in centimetri cubi). La barra orizzontale in alto illustra la longitudine solare (Ls) che caratterizza la stagione marziana (in gradi), con linee tratteggiate verticali che rappresentano il capodanno marziano (MY).
Strumentazioni all’avanguardia
Il successo di questa scoperta risiede nella sinergia tra strumenti di precisione, operanti da quasi 9 anni in un ambiente tanto ostile quanto affascinante. Il Solar Wind Ion Analyzer, il Magnetometer e il Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer di MAVEN hanno lavorato in concerto per mappare, in tempo reale, le variazioni di densità dell’argon in relazione alle condizioni del campo elettrico solare.
Le misurazioni, effettuate su diverse latitudini e altitudini, con particolare attenzione a quelle regioni intorno ai 350 km, dove le variazioni isotopiche diventano più evidenti, hanno dimostrato che le aree direttamente colpite dal flusso di particelle solari presentano una significativa carenza degli isotopi leggeri.
Questi dati, accuratamente correlati, forniscono una prova diretta del fenomeno e superano di gran lunga le previsioni di modelli precedenti, rivelando tassi di sputtering fino a quattro volte maggiori del previsto.
Rivelazioni tramite le tempeste solari
Un ulteriore elemento di straordinaria importanza è rappresentato dall’osservazione condotta durante episodi di tempeste solari. In tali momenti, l’intensità del vento solare aumenta notevolmente, potenziando il processo di sputtering.
I dati evidenziano un incremento marcato del tasso di espulsione degli atomi di argon, confermando che eventi di questo tipo possono agire come catalizzatori, accelerando la perdita dell’atmosfera.
Questa dinamica non solo spiega, in modo sensazionale, la trasformazione di Marte da un tempo in cui l’acqua liquida abbondava sulla sua superficie a un pianeta arido e freddo, ma offre anche un quadro rivoluzionario delle condizioni energetiche che avrebbero caratterizzato i primordi del nostro sistema solare.
Dopo aver approfondito l’affascinante fenomeno dello sputtering atmosferico su Marte, pensi che le dinamiche del vento solare possano influenzare il destino di altri pianeti simili, ridefinendo le possibilità di abitabilità nel cosmo? Scrivicelo nei commenti, oppure esplora altri articoli su AstroCuriosità!
