Concezione artistica della pioggia di meteoriti marziana dovuta alla cometa Siding Spring. La cometa ha superato il pianeta in questa immagine, ed è mostrato a sinistra e sopra il pianeta, dirigendosi verso il sistema solare esterno. L'atmosfera del pianeta è esagerata per evidenziare la presenza di un gruppo coerente di meteore dovute al flusso di detriti della cometa. Credito:Don Davis / IUVS Team
Quando la cometa C/2013 A1 (Siding Spring) ha superato solo 140, 000 chilometri da Marte il 19 ottobre 2014, depositando una grande quantità di detriti nell'atmosfera marziana, le agenzie spaziali hanno coordinato più veicoli spaziali per assistere alla più grande pioggia di meteoriti della storia registrata. Era una rara opportunità, poiché questo tipo di evento planetario si verifica solo una volta ogni 100, 000 anni. Però, gli scienziati che analizzano i dati hanno scoperto che una potentissima espulsione di massa coronale (CME) lanciata dal Sole è arrivata anche su Marte 44 ore prima della cometa, creando perturbazioni significative nell'alta atmosfera marziana e complicando l'analisi dei dati. I risultati che descrivono gli effetti combinati della cometa e del CME in tutta l'atmosfera marziana sono stati presentati giovedì in una sessione speciale al Congresso europeo di scienze planetarie (EPSC) 2017 a Riga, 21 settembre.
Dott.ssa Beatriz Sanchez-Cano, dell'Università di Leicester e co-organizzatore della sessione, spiega:"La cometa Siding Spring è volata molto vicino a Marte, a un terzo della distanza Terra-Luna. Questo è uno degli eventi planetari più emozionanti che vedremo nella nostra vita. Marte è stato letteralmente inghiottito dal coma, l'atmosfera esterna della cometa, per diverse ore. Però, un'analisi più approfondita dei dati mostra che l'interazione della cometa con Marte è molto più difficile da capire di quanto ci aspettassimo a causa degli effetti di una CME che ha colpito Marte poche ore prima. Inoltre, l'incontro è avvenuto al culmine della stagione della polvere marziana. Abbiamo bisogno di comprendere l'intero contesto delle osservazioni per separare i reali effetti delle comete su Marte".
Le CME si verificano quando le linee del campo magnetico sulla superficie visibile del Sole si aggrovigliano e si rompono, rilasciando nello spazio grandi quantità di particelle caricate elettricamente. L'intervallo prima, durante e dopo l'incontro primaverile della cometa con Marte è stato uno dei periodi più disturbati dell'attuale ciclo solare. Il CME è stato lanciato dal più grande gruppo di macchie solari osservato negli ultimi 24 anni e sono stati rilevati diversi brillamenti solari aggiuntivi che avrebbero avuto un impatto su Marte in questo periodo.
Sempre dall'animazione che mostra l'incontro della cometa Siding Spring con Marte, che mostra l'orientamento delle code della cometa e le orbite della navicella spaziale su Marte. Credito:Marc Costa/Agenzia spaziale europea
Sanchez-Cano ha studiato l'interazione della cometa con particelle energetiche provenienti dal Sole, e gli effetti dell'incontro CME e cometarie sull'atmosfera marziana, utilizzando i dati della missione Mars Express dell'ESA, Gli orbiter MAVEN e Mars Odyssey della NASA, e il rover Curiosity sulla superficie marziana. I suoi risultati mostrano chiari segni di "docce" di ioni energetici di ossigeno e polvere dal momento in cui Marte era all'interno del coma fino a 35 ore dopo il massimo avvicinamento della cometa. Questi ioni, molto probabilmente dalla cometa, sono stati accelerati dal vento solare altamente attivo durante l'incontro con la cometa e trasportati nell'atmosfera marziana. Ciò ha creato uno strato extra conduttore elettricamente (ionosfera) a un livello inferiore rispetto alla normale ionosfera del pianeta. Nessuna di queste particelle sembra essere arrivata sulla superficie marziana come osservato dal rover Curiosity, confermando che sono stati assorbiti nell'atmosfera.
Prof Mats Holmström, dell'Istituto Svedese di Fisica Spaziale, che presenterà i primi risultati dell'incontro dallo strumento Mars Express ASPERA-3, dice:"I nostri dati e modelli mostrano che gli strati superiori dell'atmosfera marziana sono stati disturbati dal passaggio della cometa. La precipitazione dalla cometa era principalmente acqua, sia sotto forma di molecole neutre che scomposte in ioni attraverso interazioni con la luce. Però, i risultati di ASPERA-3 mostrano che la quantità di acqua ionizzata che interagisce con l'atmosfera marziana era molto più piccola del previsto, rispetto alla quantità di molecole d'acqua neutre e alle particelle cariche del vento solare. Ciò significa che c'erano meno ioni che interagiscono con l'atmosfera superiore e più molecole d'acqua che interagiscono a profondità inferiori. Pensiamo che, a causa delle dimensioni relativamente grandi e dell'attività della cometa, la maggior parte dell'acqua ionizzata è stata portata via dal vento solare piuttosto che cadere nell'atmosfera di Marte.
Immagine Hubble di Comet Siding Spring prima e dopo il filtraggio, come catturato dalla Wide Field Camera 3 sul telescopio spaziale Hubble della NASA. Credito:NASA, ESA, e J.-Y. Li (Istituto di Scienze Planetarie)
Matteo Crismani, dell'Università del Colorado a Boulder, presenterà le osservazioni dell'incontro dall'orbiter MAVEN. Questi indicano che la pioggia di meteoriti è stata la più grande nella storia registrata, con un picco di 30 meteore al secondo e una durata fino a 3 ore. granelli di polvere dalla cometa, viaggiando a 200, 000 chilometri all'ora, sono entrati nell'atmosfera di Marte con energia sufficiente per fondere e rilasciare i loro atomi costituenti, come magnesio e ferro. I dati dell'Imaging UltraViolet Spectrograph (IUVS) di MAVEN hanno permesso a Crismani e colleghi di determinare la composizione di queste specie metalliche, come si sono evoluti e come si sono mossi attraverso l'atmosfera marziana.
