Poderá Marte gerar relâmpagos como a Terra?

Investigadores da República Checa afirmam ter identificado o sinal de um “assobio” numa imagem de um segundo captada pela nave espacial MAVEN enquanto orbitava Marte. Este fenómeno, observado na ionosfera do planeta, representaria a primeira descarga eléctrica semelhante a um relâmpago alguma vez registada no planeta, e a descoberta é considerada importante para a compreensão dos processos atmosféricos na atmosfera marciana.

“Os assobios são bem conhecidos na Terra e estão associados a relâmpagos”, explica o físico espacial František Němec, da Universidade Charles, que liderou a investigação. “O nosso resultado implica que este fenómeno também ocorre no nosso planeta vizinho.”

Ao contrário da Terra, Marte não tem um campo magnético global, mas possui campos magnéticos localizados criados por materiais magnetizados na sua crosta. Para além disso, devido à sua fina atmosfera, os relâmpagos em Marte não têm origem em nuvens de água, mas sim em tempestades de poeira, semelhantes às observadas em erupções vulcânicas terrestres e em diabos de poeira.

Durante as tempestades de poeira, os grãos de poeira ficam eletricamente carregados ao colidirem uns com os outros, gerando um campo elétrico. Em Marte, estudos anteriores previram que este campo pode descarregar-se quando excede o limiar de rutura na atmosfera marciana de baixa pressão, que é de cerca de 15 kilovolts por metro.

Os dust devils, por seu lado, podem produzir radiações de frequência ultra baixa na Terra, graças à flutuação das cargas eléctricas quando a poeira gira. Uma vez que tanto os dust devils como as tempestades são muito mais intensos em Marte, a teoria sugere que poderiam gerar radiação de banda larga detetável a partir da Terra. Apesar das recentes medições efetuadas pelo Allen Telescope Array, pela missão Mars Global Surveyor, pela missão Mars Atmosphere and Volatile Evolution e pela sonda Mars Express, até agora não tinham sido encontradas provas conclusivas da existência de relâmpagos marcianos.

Análise da radiação eletromagnética

De acordo com Němec, outra forma de detetar estas descargas elétricas é através da análise da radiação eletromagnética que as acompanha. Esta radiação situa-se na gama de frequências extremamente baixas e muito baixas e, em certas condições, pode atingir a ionosfera de um planeta. O fenómeno foi identificado pela primeira vez na Terra pouco antes da era espacial e, desde então, tem sido utilizado com sucesso para comprovar a existência de relâmpagos em Júpiter, Saturno e Neptuno.

Estas ondas são conhecidas como assobios, explica, devido ao seu padrão espetral caraterístico no ambiente de plasma da ionosfera. Neste meio, as ondas de frequência mais elevada viajam mais depressa e atingem o ponto de observação antes das de frequência mais baixa, produzindo uma assinatura espetral distintiva de “assobio”.

O desafio para a observação reside no facto de estas ondas só poderem penetrar na ionosfera marciana no lado noturno do planeta e quando o campo magnético está orientado verticalmente. Isto limita muito as regiões de Marte onde as naves espaciais podem detetar assobios magnéticos, especificamente a áreas relativamente pequenas do campo magnético da crosta no hemisfério sul do planeta.

Němec refere ter identificado o sinal eletromagnético de um assobiador em Marte, numa imagem captada pela sonda MAVEN a 21 de junho de 2015. “Identifiquei-o pela primeira vez à noite, numa região com um campo magnético forte e quase vertical, o que é crucial para que a onda se propague até à altitude em que a nave espacial orbita sem atenuação excessiva do sinal.”

Dos muitos instantâneos de ondas analisados, 108418 no total, apenas este único evento continha um sinal de assobio, como explica ao Physics World. “Isto provavelmente reflete tanto a raridade do fenómeno em si como as condições específicas da ionosfera e do campo magnético necessárias para que a onda se propague até à nave espacial.”

A sonda MAVEN tem estado a orbitar Marte desde 2014 e transmitiu dados para a Terra até à perda de comunicação no ano passado. Embora não tenham sido registadas tempestades de poeira em grande escala no planeta na altura em que o assobio foi detetado, Němec e os seus colegas sugerem que o sinal pode ter tido origem num evento de poeira localizado.

Diferentes velocidades de propagação

“Os assobios formam-se porque, no plasma ionizado da ionosfera, diferentes frequências de sinal propagam-se a diferentes velocidades”, explica Němec. “Como resultado, embora todas as frequências sejam geradas simultaneamente durante uma descarga eléctrica, as frequências mais altas, que viajam mais depressa, chegam primeiro à nave espacial, seguidas depois pelas frequências mais baixas.”

Os investigadores, que descrevem o seu trabalho na revista Science Advances, calcularam os atrasos temporais correspondentes e referem que as suas observações correspondem muito bem às previsões teóricas. Também calcularam a atenuação das ondas, adaptando os métodos utilizados na Terra à composição presumida da ionosfera marciana. Os resultados mostraram que as frequências mais altas são atenuadas mais fortemente, o que explica o facto de apenas a parte de baixa frequência do assobio ser observada.

Fonte: Physics World

Referência da notícia

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