Su Marte si possono avere fulmini come sulla Terra?

Ricercatori della Repubblica Ceca affermano di aver rilevato un suono "fischiante" in un'istantanea di un secondo catturata dalla sonda spaziale MAVEN, in orbita attorno a Marte. Questo fenomeno, osservato nella ionosfera del pianeta, rappresenterebbe la prima scarica elettrica simile a un fulmine mai registrata su Marte, e la scoperta sarà importante per la comprensione dei processi atmosferici nell'atmosfera marziana.

"I suoni fischianti sono ben noti sulla Terra e sono associati ai fulmini", spiega il fisico spaziale František Němec dell'Università Carolina, che ha guidato la ricerca. "Il nostro risultato implica che questo fenomeno si verifichi anche sul nostro pianeta vicino".

Durante le tempeste di polvere, i granelli di polvere si caricano elettricamente quando si scontrano, generando un campo elettrico. Su Marte, studi precedenti hanno previsto che questo campo elettrico possa scaricarsi quando il suo valore supera la soglia di scarica nell'atmosfera marziana a bassa pressione, che si aggira intorno ai 15 kV/m.

I vortici di polvere, nel frattempo, possono produrre radiazioni a frequenza ultra-bassa sulla Terra a causa delle fluttuazioni di carica elettrica dovute alla rotazione della polvere. Poiché sia i vortici di polvere che le tempeste di polvere sono molto più intensi su Marte, la teoria suggerisce che potrebbero generare radiazioni a banda larga rilevabili sulla Terra. Nonostante le recenti misurazioni effettuate dall'Allen Telescope Array, dalle missioni Mars Global Surveyor (MGS) e Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) e dall'orbiter Mars Express, non sono ancora state trovate prove conclusive dell'esistenza di raggi marziani.

Analisi della radiazione elettromagnetica

Secondo Němec, un altro modo per rilevare queste scariche elettriche è analizzare la radiazione elettromagnetica che le accompagna. Questa radiazione si trova nella gamma di frequenze estremamente basse/molto basse e, in determinate condizioni, può raggiungere la ionosfera di un pianeta.

Il fenomeno è stato identificato e osservato per la prima volta sulla Terra poco prima dell'era spaziale e, da allora, queste onde elettromagnetiche sono state utilizzate con successo per fornire prove di fulmini su Giove, Saturno e Nettuno.

Queste onde sono note come "fischi", spiega, a causa del loro caratteristico schema spettrale nel plasma ionosferico. Lì, le onde ad alta frequenza si propagano più velocemente e raggiungono il punto di osservazione prima delle onde a bassa frequenza, dando luogo a un caratteristico schema spettrale a "fischio".

Němec afferma di aver identificato il segnale elettromagnetico di un sibilo su Marte in un'immagine scattata dal lander MAVEN il 21 giugno 2015. "L'ho identificato per la prima volta di notte in una regione con un campo magnetico forte e quasi verticale, condizione cruciale affinché l'onda si propaghi fino all'altitudine orbitale del lander senza che il suo segnale venga significativamente attenuato."

Delle numerose istantanee di onde analizzate (108.418 in totale), solo questo evento conteneva un segnale di fischio, come spiegato a Physics World. "Ciò probabilmente riflette la rarità del fenomeno stesso, nonché le specifiche condizioni ionosferiche e del campo magnetico necessarie affinché l'onda si propaghi fino alla sonda".

Il momento in cui la sonda ha registrato il fischio

La sonda MAVEN orbita attorno a Marte dal 2014 e ha inviato dati sulla Terra fino a quando le comunicazioni non si sono interrotte lo scorso anno. Sebbene non siano state registrate tempeste di polvere su larga scala sul pianeta nel momento in cui la sonda ha rilevato il fischio, Němec e i suoi colleghi affermano che l'effetto potrebbe essere dovuto a un evento locale di polvere.

"I suoni sibilanti si formano perché, nel plasma ionizzato della ionosfera, le diverse frequenze del segnale si propagano a velocità differenti", spiega Němec. "Di conseguenza, sebbene tutte le frequenze vengano generate simultaneamente durante una scarica elettrica, le frequenze più alte, che si propagano più velocemente, raggiungono per prime la sonda spaziale, seguite poi dalle frequenze più basse."

I ricercatori, che descrivono dettagliatamente il loro lavoro su Science Advances, hanno calcolato questi ritardi temporali corrispondenti e affermano che le loro osservazioni corrispondono molto bene alle previsioni teoriche.

Hanno anche calcolato come le onde si attenuano adattando i metodi utilizzati per la Terra alla composizione ipotizzata della ionosfera marziana. I risultati hanno rivelato che le frequenze più alte vengono attenuate più intensamente, il che spiega perché si osserva solo la porzione a bassa frequenza del suono sibilante, secondo Němec.

Fonte: Physics World

Riferimento

František Němec et al.,Lightning-generated waves detected at Mars.Sci. Adv.12,eaeb4898(2026).DOI:10.1126/sciadv.aeb4898