El ‘aullido’ de una descarga similar a un rayo ha sido detectado en Marte por primera vez. Mientras orbitaba el planeta rojo, la nave espacial MAVEN de la NASA registró una señal electromagnética inusual el 21 de junio de 2015. Los investigadores han demostrado que la señal coincide con un ‘silbido’ – una onda de radio dispersa producida cuando las emisiones generadas por rayos viajan a través de la ionosfera de un planeta. El hallazgo sugiere que las descargas eléctricas sí ocurren en la atmósfera de Marte, y que la forma en que sus ondas de radio viajan a través del plasma sigue las mismas reglas físicas que dan forma a las señales de rayos en la Tierra.
La Tierra y Marte son similares en muchos aspectos, pero lo suficientemente diferentes como para que los científicos no puedan estar seguros de que los mismos fenómenos ocurran en ambos planetas, y mucho menos que estén impulsados por los mismos mecanismos.
Tomemos por ejemplo los rayos. Se cree que estos potentes zigzags de electricidad cruda ocurren cuando las condiciones turbulentas en una atmósfera hacen que las partículas se rocen entre sí para generar carga. Eventualmente, se acumula tanta carga que tiene que descargarse.
Aquí en la Tierra, los rayos están más fuertemente asociados con nubes de vapor de agua, pero hay muy poca agua en la atmósfera de Marte.
La buena noticia es que la humedad no es necesaria. En la Tierra, las descargas de rayos furiosos ocurren en las grandes columnas de ceniza expelidas por los volcanes, por ejemplo.
Y el año pasado, los científicos anunciaron que finalmente habían detectado descargas eléctricas en Marte, probablemente generadas por partículas de arena que se agitan en el clima salvaje de polvo del planeta rojo.
Un silbido es un tipo particular de señal emitida por un rayo. Cuando un rayo golpea, emite radiación electromagnética – el espectro que incluye la luz – desde ondas de radio de muy baja frecuencia hasta los rayos X. Las ondas de radio de frecuencia más baja en esta emisión pueden propagarse hacia arriba a través de la ionosfera del planeta, viajando como ondas de plasma a lo largo de líneas de campo magnético.
Debido a que las ondas de mayor frecuencia viajan más rápido que las de menor frecuencia, la señal se expande en el tiempo. Cuando se convierte en audio a partir de datos de ondas de plasma, produce un tono descendente, como el llamado distante de una ballena.
Marte no tiene un campo magnético global, por lo que parece poco probable que los silbidos puedan propagarse allí.
Sin embargo, sí tiene parches localizados de campo magnético, preservados a través de minerales magnetizados en su corteza – una especie de remanente fosilizado del campo magnético que alguna vez tuvo.
Estudios de décadas atrás habían sugerido que estos campos magnéticos de la corteza podrían facilitar los silbidos.
MAVEN comenzó a tomar observaciones de Marte en 2014, equipado con un conjunto de instrumentos que incluía un instrumento de onda de plasma que registraba en las frecuencias correctas.
Dirigido por el físico atmosférico František Němec de la Universidad de Charles en Chequia, un equipo de científicos realizó un estudio cuidadoso de 108,418 registros de ondas de plasma, buscando las características reveladoras de un silbido.
Increíblemente, encontraron uno. Aún más sorprendentemente, coincidía con las predicciones hechas décadas atrás.
El evento de silbido único fue registrado sobre un campo magnético de la corteza, a una altitud de 349 kilómetros (217 millas) en el lado nocturno de Marte. Esta última parte es crucial: cuando está bajo el resplandor directo del Sol, la ionosfera de Marte se comprime, suprimiendo la propagación de ondas de plasma.
El evento se parecía mucho a los silbidos en la Tierra. Duró aproximadamente 0.4 segundos, descendiendo en frecuencia con el tiempo, y era aproximadamente 10 veces más fuerte que el ruido de fondo.
Cuando el equipo modeló el campo magnético de Marte y la densidad de plasma en esa región, y lo combinó con cuánto tiempo tardaría tal señal en viajar desde la superficie, obtuvieron una coincidencia casi perfecta.
No habría sido un rayo débil. Aunque la señal medida era relativamente débil en comparación con los silbidos terrestres, cuando los investigadores tuvieron en cuenta la pérdida de señal durante el viaje, la energía estimada en la fuente sería comparable a una fuerte descarga de rayos según los estándares terrestres.
El resultado también muestra por qué no se han detectado más señales de este tipo. Además de que tenemos muy pocos instrumentos orbitales monitoreando Marte en comparación con la Tierra, las condiciones tienen que ser exactamente correctas: un campo magnético casi vertical, en el lado nocturno, con una ionosfera lo suficientemente débil como para que las ondas de plasma puedan propagarse.
Menos del 1 por ciento de las instantáneas de ondas fueron registradas en regiones con la geometría magnética adecuada. Por lo tanto, se necesita una descarga eléctrica potente, en un lugar y momento específicos, con una nave espacial que lleve los instrumentos adecuados para registrarla justo en el momento adecuado.
Esto significa que es probable que los rayos ocurran en Marte más de lo que sabemos. Lo cual, por sí solo, es bastante emocionante – con algunas implicaciones aún más emocionantes.
Algunos experimentos sobre el origen de la vida en el laboratorio han demostrado que las descargas eléctricas pueden desencadenar la formación de moléculas orgánicas clave – procesos similares a los de los rayos que pueden haber ayudado a iniciar la química prebiótica en la temprana Tierra.
Si ocurrieran descargas similares en Marte, esos procesos se convierten en otro factor que los astrobiólogos pueden considerar al evaluar si el planeta rojo alguna vez tuvo condiciones adecuadas para la vida.
La investigación ha sido publicada en Science Advances.
