El estudio ha sido destacado y publicado esta semana en la revista Nature

El penacho más alto jamás observado en Marte

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Investigadores del Grupo de Ciencias Planetarias de la UPV/EHU analizan las imágenes de una misteriosa protuberancia que alcanzó más de 200 kilómetros desde su superficie

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En marzo de 2012, astrónomos aficionados tomaron desde diferentes rincones del mundo imágenes de un penacho emergiendo al amanecer en el borde del disco de Marte. Si bien las naves espaciales en órbita marciana han observado en numerosas ocasiones finas capas de nubes en el limbo, su altura máxima nunca ha superado los 100 kms. Esta protuberancia, en cambio, superó los 200 km de altura y se pudo ver, aunque solo durante el amanecer marciano, durante unos diez días. De momento, con el conocimiento actual de la alta atmósfera de Marte, no es posible explicar el fenómeno, que podría suponer un riesgo para futuras misiones en órbita baja en Marte. La investigación aparece publicada en edición avanzada del 20 de febrero en la revista Nature.

Podría suponer un riesgo para futuras misiones en órbita baja en Marte

En la tenue, fría y seca atmósfera de Marte, los vientos arrastran y elevan el polvo desde la superficie hasta los 50 km de altura. En su seno se forman delgadas nubes de cristalitos de hielo y dióxido de carbono, el principal componente de la atmósfera marciana, que en ocasiones alcanzan, como máximo, alturas de unos 100 km. Las naves espaciales que orbitan a Marte han tomado imágenes tanto del polvo en suspensión como de las nubes altas sobre el limbo o borde del planeta, proyectadas en el fondo negro del cielo.

En marzo y abril de 2012 astrónomos aficionados de todo el mundo, equipados con sus telescopios y cámaras de alta resolución, aprovecharon la aproximación de Marte a la Tierra para tomar imágenes detalladas del planeta. La sorpresa surgió cuando en el borde del disco, emergiendo en el limbo durante el amanecer marciano, detectaron la presencia de un alto penacho. La protuberancia fue observada rotando con el planeta sobre el limbo durante unos diez días de marzo, confirmando inequívocamente su presencia. Curiosamente, tras unas jornadas sin ser detectado, se pudo volver a observar varios días en abril.

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Unos 500 Km de extensión horizontal

Analizando una selección de las mejores imágenes, el equipo de la Universidad del País Vasco y sus colaboradores han medido este penacho que apareció en la región marciana de Terra Cimmeria, en las latitudes medias del hemisferio Sur, y han desarrollado un modelo geométrico para explicar su visibilidad. Los investigadores han comprobado que el penacho, de unos 500 km de extensión horizontal, alcanzó los días 20 y 21 de marzo una altura excepcional, de entre 200 y 250 km sobre la superficie de Marte. Nunca antes se había observado un fenómeno que alcanzara tal altura en el planeta. El equipo investigador también pudo determinar su brillo en diferentes longitudes de onda.

Marte con el penacho emergiendo en el limbo (dentro del círculo amarillo). A la derecha, vistas aumentadas de la cambiante morfología del penacho, en imágenes tomadas por W. Jaeschke y D. Parker el 21 de marzo de 2012. Como fondo, una zona de Terra Cimmeria en Marte (longitud 207° y latitude -32°), donde se formó el penacho (fuente de la imagen: National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)).

Marte con el penacho emergiendo en el limbo (dentro del círculo amarillo). A la derecha, vistas aumentadas de la cambiante morfología del penacho, en imágenes tomadas por W. Jaeschke y D. Parker el 21 de marzo de 2012. Como fondo, una zona de Terra Cimmeria en Marte (longitud 207° y latitude -32°), donde se formó el penacho (fuente de la imagen: National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)).

Paralelamente, buscando en el archivo de imágenes tomadas por el telescopio espacial Hubble, encontraron imágenes de mayo de 1997 en las que se observa la presencia de un penacho semejante al estudiado en latitudes ecuatoriales. En este caso, no pudieron determinar su altura con precisión, pero sí medir con más detalle su reflectividad, lo cual les ha servido para indagar en la naturaleza del fenómeno.

Con estos datos, “hemos explorado dos posibles escenarios para interpretar el fenómeno: podría tratarse bien de una nube, bien de una emisión auroral”, indica el profesor Agustín Sánchez-Lavega. Es decir, podría, por un lado, tratarse de una inusual nube, que, de acuerdo con su brillo, estaría formada por cristalitos de 0,1 micras de tamaño (una diezmilésima de milímetro). Sin embargo, para que se pudieran formar cristalitos de agua a 200 kms de altura la temperatura debería caer más de 50 grados (100 grados si fueran de dióxido de carbono) respecto a lo que predicen los modelos actuales de Marte.

Otra posibilidad sería que el penacho fuera producido por una emisión luminosa, tipo aurora, ya que en la región de Cimmeria existe una intensa anomalía magnética que podría canalizar las partículas cargadas provenientes del exterior y excitar la emisión. Sin embargo, esto implicaría una emisión unas 1.000 veces más potente que la de las auroras terrestres, lo que es inviable. “Ambas hipótesis, aun siendo las más plausibles, parecen imposibles por cuanto desafían nuestro conocimiento actual de la atmósfera marciana”, indica Sánchez-Lavega.

“Hemos explorado dos posibles escenarios para interpretar el fenómeno: podría tratarse bien de una nube, bien de una emisión auroral”, relata en investigador

Dado el riesgo que la presencia de estos impredecibles altos penachos podría entrañar en futuras misiones en baja órbita o en entrada al planeta, se proseguirá su búsqueda y estudio con observaciones desde Tierra y desde las naves en órbita.

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Sobre el Grupo de Ciencias Planetarias

El Grupo de Ciencias Planetarias de la UPV/EHU forma parte del sistema de grupos consolidados del Gobierno Vasco y cuenta con financiación del Ministerio de Economía y Competitividad. Forma una Unidad Asociada con el Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC y es el promotor del Máster en Ciencia y Tecnología Espacial que se imparte en el Aula EspaZio Gela de Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao.

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Referencia bibliográfica
  1. Sánchez-Lavega, A. García Muñoz, E. García-Melendo, S. Pérez-Hoyos, J. M. Gómez-Forrellad, C. Pellier, M. Delcroix, M. A. López-Valverde, F. González-Galindo, W. Jaeschke, D. Parker, J. Phillips, and D. Peach. ‘An extremely high altitude plume seen at Mars morning terminator’, Nature (2015). DOI: 10.1038/nature14162.
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