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

MAVEN de la NASA observa grandes áreas del cielo de la noche marciana en luz ultravioleta. Los resultados se están utilizando para iluminar patrones complejos de circulación en la atmósfera marciana.


La atmósfera del lado nocturno de Marte brilla en esta animación gracias a los datos de las observaciones de la nave espacial MAVEN. El falso color de verde a blanco muestra los brillos optimizados del “resplandor nocturno” ultravioleta de Marte, medido por el espectrógrafo ultravioleta de imágenes de MAVEN a unos 70 kilómetros de altitud. Una vista simulada del globo de Marte se agrega digitalmente para crear el contexto, con hielo visible en los casquillos de los polos. Tres brillos nocturnos ocurren durante cada rotación de Marte, el primero mucho más brillante que los otros dos. Los tres brillos ocurren poco después de la puesta de sol, apareciendo a la izquierda de esta vista del lado nocturno del planeta. Las pulsaciones son causadas por vientos descendentes que intensifican las reacciones químicas, creando óxido nítrico que es el causante del resplandor. Se promediaron los datos tomados durante meses para identificar estos patrones, lo que indica que se repiten todas las noches.
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, al tiempo que confirmaron con los resultados de la nave espacial Mars Express, que este resplandor nocturno era más brillante en las regiones polares.


Ésta es una imagen del “resplandor nocturno” en ultravioleta de 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 de altitud mediante el instrumento espectrógrafo Imaging UltraViolet de 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.

“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, en Boulder, Colorado. Los brillos se producen cuando 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, con el punto más brillante de unos mil kilómetros de ancho, y es tan brillante en el ultravioleta como las auroras boreales de la Tierra”, dijo Zac Milby. , también de LASP. “Desafortunadamente, la composición de la atmósfera de Marte implica que estos puntos brillantes no emiten luz en longitudes de onda visibles que 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”.

Los pulsos revelan la importancia de las ondas que rodean al planeta 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 de arriba y de abajo.

“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 planeta y desde la superficie hasta el borde del espacio”. Dijo Sonal Jain, también de LASP.


Esta es una imagen del “resplandor nocturno” ultravioleta en la atmósfera marciana sobre el polo sur. Los falsos colores verdes y blancos representan la intensidad de la luz ultravioleta, siendo el blanco el más brillante. El resplandor nocturno se midió a unos 70 kilómetros de altitud con el instrumento Imaging UltraViolet Spectrograph de la nave espacial MAVEN de la NASA. Se ha agregado digitalmente una vista simulada del globo de Marte para el contexto, y el área blanca tenue en el centro de la imagen es la capa de hielo polar. La imagen muestra una espiral inesperadamente brillante en la atmósfera nocturna de Marte. La causa del patrón en espiral es desconocida.
Créditos: NASA / MAVEN / Goddard Space Flight Center / CU / LASP.

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

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 nueva generación capaz de mapear repetidamente el brillo nocturno, encontrando patrones y comportamientos periódicos. Muchos planetas, incluida la Tierra, tienen un resplandor nocturno, pero MAVEN es la primera misión que recoge tantas imágenes del resplandor nocturno de otro planeta.

La investigación fue financiada por la misión MAVEN. El investigador principal de MAVEN está basado 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.