l'Astrofilo novembre-dicembre 2024

NOVEMBRE-DICEMBRE 2024 scono attualmente, possono com- prendere i processi che hanno deter- minato i tassi di fuga negli ultimi quattro miliardi di anni e quindi fare estrapolazioni indietro nel tempo. Sebbene la maggior parte dei dati dello studio provenga dalla sonda spaziale MAVEN, essa non è abba- stanza sensibile da vedere l’emissio- ne di deuterio in ogni momento del- l’anno marziano. A differenza della Terra, Marte gira lontano dal Sole nella sua orbita ellittica durante il lungo inverno marziano e le emis- sioni di deuterio diventano deboli. Clarke e il suo team avevano bisogno dei dati di Hubble per “colmare le la- cune” e completare un ciclo annua- le di tre anni marziani (ciascuno dei quali è di 687 giorni terrestri). Hubble ha anche fornito dati aggiuntivi risa- lenti al 1991, ben prima dell’arrivo di MAVEN su Marte nel 2014. La combinazione di dati tra queste missioni ha fornito la prima visione olistica degli atomi di idrogeno che fuoriescono da Marte verso lo spazio. “Negli ultimi anni gli astronomi han- no scoperto che Marte ha un ciclo an- nuale molto più dinamico di quanto ci si aspettasse 10 o 15 anni fa” , ha spiegato Clarke. “L’intera atmosfera è molto turbolenta, si riscalda e si raf- fredda in tempi brevi, anche di ore. L’atmosfera si espande e si contrae man mano che la luminosità del Sole su Marte varia del 40 percento nel corso di un anno marziano.” Il team ha scoperto che i tassi di fuga di idrogeno e deuterio cambiano ra- pidamente quando Marte è vicino al Sole. Nell’immagine classica che gli astronomi avevano in precedenza, si pensava che questi atomi si diffon- dessero lentamente verso l’alto attra- verso l’atmosfera, fino a un’altezza da cui potevano fuoriuscire. Ma quel- l’immagine non riflette più accurata- mente l’intera storia, perché ora gli astronomi sanno che le condizioni atmosferiche cambiano molto rapi- damente. Quando Marte è vicino al Sole, le molecole d’acqua, che sono la fonte dell’idrogeno e del deute- rio, salgono attraverso l’atmosfera molto rapidamente rilasciando ato- mi ad altitudini elevate. Una seconda scoperta è che le varia- zioni nell’idrogeno e nel deuterio so- no così rapide che la “fuga atomica” ha bisogno di energia aggiuntiva per spiegarle. Alla temperatura dell’at- mosfera superiore solo una piccola frazione degli atomi ha abbastanza velocità per sfuggire alla gravità di Marte. Atomi più veloci (super ter- mici) vengono prodotti quando qual- cosa dà all’atomo una spinta extra di energia. Questi eventi includono col- lisioni di protoni del vento solare che entrano nell’atmosfera o luce solare che guida reazioni chimiche nell’atmosfera superiore. Studiare la storia dell’acqua su Marte è fondamentale non solo per com- prendere i pianeti nel nostro sistema solare, ma anche l’evoluzione di pia- neti delle dimensioni della Terra at- torno ad altre stelle. Gli astronomi stanno scoprendo sempre più di que- sti pianeti, ma sono difficili da stu- diare in dettaglio. Marte, la Terra e Venere si trovano tutti nella zona abi- tabile del nostro sistema solare o nel- le sue vicinanze, la regione attorno a una stella in cui l’acqua liquida po- trebbe accumularsi su un pianeta roc- cioso; tuttavia, i tre i pianeti hanno condizioni attuali radicalmente di- verse. Insieme ai suoi pianeti fratelli, Marte può aiutare gli astronomi a comprendere la natura dei mondi re- moti nella nostra galassia. ASTROFILO l’ ! I mmagini Hubble nel lontano ultravioletto di Marte vicino al suo afelio, il 31 dicembre 2017, e vicino al suo perielio, il 19 dicem- bre 2016. L’atmosfera è chiaramente più luminosa e più estesa quando Marte è più vicino al Sole. La luce solare riflessa da Marte a queste lunghezze d’onda mostra dispersione da parte di mole- cole atmosferiche e foschia, mentre sono visibili anche le calotte polari e alcune caratteristiche della superficie. Hubble e MAVEN hanno mostrato che le condizioni atmosferiche marziane cambiano molto rapidamente. Quando Marte è vicino al Sole, le molecole d’acqua salgono molto rapidamente attraverso l’atmo- sfera, rompendosi e rilasciando atomi ad altitudini elevate. [NASA, ESA, STScI, John T. Clarke (Boston University) − Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)]