Nel dicembre 2022, la missione MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) della NASA in orbita attorno a Marte ha osservato un’inaspettata “scomparsa” del vento solare. Questo fenomeno sarebbe stato causato da un tipo speciale di evento solare, così potente da creare un vuoto nel flusso di particelle cariche che viaggiava attraverso il Sistema Solare.

A causa di questo evento, le misurazioni di MAVEN hanno mostrato che il numero di particelle che compongono il vento solare e che investono costantemente Marte è diminuito in modo significativo. Di conseguenza, senza la pressione del vento solare, l’atmosfera marziana e la magnetosfera si sono espanse per migliaia di chilometri.

Lo studio che analizza i dati di MAVEN è stato presentato di recente all’American Geophysical Union Fall Meeting di San Francisco. Sottolinea come questa missione sia l’unica risorsa attualmente attiva sul Pianeta Rosso in grado di osservare simultaneamente sia l’attività del Sole che la risposta dell’atmosfera marziana a queste influenze solari.

L’azione del vento solare

Il vento solare è una costante emissione di particelle cariche, principalmente elettroni e protoni, che si sprigiona dalla corona del Sole. Si estende nello spazio a velocità elevate, che superano i 900 chilometri al secondo. La sua origine è legata all’alta temperatura ed energia del Sole che, combinata con il campo magnetico solare, genera un flusso continuo di particelle.

Questo vento si espande in tutto il Sistema Solare, interagendo con i campi magnetici dei pianeti e con l’ambiente spaziale circostante. Per esempio, quando incontra i campi magnetici planetari, si verificano le aurore.  Tuttavia, il vento solare può causare delle vere e proprie tempeste geomagnetiche quando si verificano intense esplosioni solari. Queste tempeste possono interferire con le comunicazioni satellitari, danneggiare reti elettriche e produrre aurorae anche a latitudini più basse del normale.

Il vento solare modifica anche la forma e l’estensione dei campi magnetici, e influenza i fenomeni atmosferici. Nei pianeti senza un forte campo magnetico, come Marte, il vento solare ha un impatto più diretto sull’atmosfera. Esercita infatti una pressione sulla magnetosfera e sulla ionosfera marziane, e guida gran parte della fuga dei gas atmosferici.

L’evento solare registrato da MAVEN

L’evento solare del dicembre 2022, che ha provocato la “scomparsa” del vento solare registrata da MAVEN, è stato causato da un flusso di vento solare che si muoveva più velocemente che ne ha superato uno che si muoveva più lentamente. In questo modo ha agito come una scopa, spazzando e comprimendo insieme le due regioni. E facendo diminuire drasticamente il flusso di particelle cariche in viaggio nello spazio.

Questa interazione ha lasciato dietro di sé un raro vuoto di vento solare, che è stato osservato da MAVEN. L’orbiter, infatti, ha registrato una drammatica diminuzione della densità del flusso, quasi come se fosse stato premuto un interruttore.

Questa “scomparsa” del vento solare, che ora gli scienziati sono riusciti a spiegare, ha portato anche ad alcune incredibili interazioni all’interno della magnetosfera e della ionosfera di Marte.

Gli effetti dell’evento su Marte

Quando la densità del vento solare è scesa di un fattore 100, ha causato una diminuzione della pressione nella magnetosfera e nella ionosfera del pianeta. Esse sono state quindi in grado di espandersi di migliaia di chilometri, più che triplicando la loro dimensione normale.

Inoltre, sia magnetosfera che ionosfera sono state profondamente modificate. Il campo magnetico del Sole, che tipicamente è incorporato nella ionosfera marziana, è stato spinto verso l’esterno, trasformando la ionosfera da uno stato magnetizzato a uno non magnetizzato. Allo stesso tempo, lo strato tra il vento solare e la magnetosfera è diventato elettromagneticamente silenzioso.

Le osservazioni di MAVEN di questo drammatico evento e della successiva trasformazione ed espansione dell’intero sistema sono state e saranno in futuro molto importanti, per comprendere meglio la fisica che determina la perdita di atmosfera e acqua su Marte. Di seguito, un recap della scoperta di MAVEN risalente al dicembre 2022. Credits: NASA Goddard Space Flight Center

Un evento raro, ma che forse si ripeterà presto

Una simile scomparsa del vento solare è estremamente rara. Questa è stata la prima volta che la missione MAVEN ha avuto l’opportunità di osservare un simile fenomeno. Inoltre, solo MAVEN è stato in grado di effettuare misurazioni simultanee sia della risposta del Sole che dell’atmosfera marziana.

Tuttavia, poiché avviene solitamente in un momento di crescente attività solare, è molto probabile che assisteremo presto ad altri eventi di questo tipo. Infatti, mentre il Sole si sposta verso il massimo solare, il picco del suo ciclo di attività di 11 anni previsto tra il 2024 e il 2025, la missione MAVEN potrebbe raccogliere altri dati simili. E così, avere un impatto ancora maggiore sulla nostra comprensione degli eventi solari estremi.