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ExoMars: trovate nuove tracce di gas nell'atmosfera marziana

28 luglio 2020
L'ExoMars Trace Gas Orbiter dell'ESA ha individuato nuove firme di gas su Marte. Questi dati ci svelano nuovi segreti sull'atmosfera marziana e consentiranno una determinazione più accurata dell'esistenza di metano, un gas associato all'attività biologica o geologica, sul pianeta.

Il Trace Gas Orbiter (TGO) della missione ExoMars sta studiando il Pianeta Rosso dall'orbita da oltre due anni. La missione mira a comprendere la miscela di gas che compongono l'atmosfera marziana, con un'attenzione particolare al mistero che circonda la presenza di metano.
Nel frattempo, la navicella spaziale ha ora individuato firme inedite di ozono (O3) e anidride carbonica (CO2 ), sulla base di un intero anno marziano di osservazioni dalla sua sensibile Atmosphere Chemistry Suite (ACS). I risultati sono riportati in due nuovi articoli pubblicati su Astronomy & Astrophysics, uno guidato da Kevin Olsen dell'Università di Oxford, nel Regno Unito e un altro guidato da Alexander Trokhimovskiy dello Space Research Institute dell'Accademia delle scienze a Mosca, in Russia.

"Queste caratteristiche sono al contempo sconcertanti e sorprendenti", afferma Kevin.

"Si trovano sull'esatta gamma di lunghezze d'onda in cui ci aspettavamo di vedere i più forti segni di metano. Prima di questa scoperta la presenza della CO2 era completamente sconosciuta, e questa è la prima volta che l'ozono su Marte è stato identificato in questa parte della gamma di lunghezze d'onda a infrarossi."
L'atmosfera marziana è dominata dalla CO2, elemento che gli scienziati osservano per misurare le temperature, tenere traccia delle stagioni, esplorare la circolazione dell'aria e altro ancora. L'ozono - che forma uno strato nell'atmosfera superiore su Marte e sulla Terra - aiuta a mantenere stabile la chimica dell'atmosfera. Sia la CO2 che l'ozono sono stati osservati da veicoli spaziali come il Mars Express dell'ESA, ma la sensibilità dello strumento ACS del TGO è stata in grado di rivelare nuovi dettagli su come questi gas interagiscono con la luce.
Osservare l'ozono nella gamma in cui TGO caccia il metano è stato un risultato del tutto inaspettato.
Gli scienziati hanno mappato come l'ozono marziano varia con l'altitudine. Finora tuttavia, ciò si è verificato in gran parte tramite i metodi che si basano sulle firme del gas nell'ultravioletto, una tecnica che consente solo misurazioni ad alta quota (oltre 20 km sopra la superficie).
I nuovi risultati dell'ACS mostrano che è possibile mappare l'ozono marziano anche nell'infrarosso, quindi il suo comportamento può essere sondato a quote più basse per costruire una visione più dettagliata del ruolo dell'ozono nel clima del pianeta.

Svelare il mistero del metano

Uno degli obiettivi chiave di TGO è esplorare il metano. Ad oggi, i segni del metano marziano - appena rilevati dalle missioni tra cui l'ESB Mars Express in orbita e il rover Curiosity della NASA in superficie - sono variabili e in qualche modo enigmatici.

Anche se generato da processi geologici, la maggior parte del metano sulla Terra è prodotto dalla vita, dai batteri al bestiame e all'attività umana. Rilevare metano su altri pianeti è quindi estremamente interessante. Ciò è particolarmente vero dato che è noto che questo gas si scompone in circa 400 anni, il che significa che qualsiasi metano presente deve essere stato prodotto o rilasciato in un passato relativamente recente.
"Scoprire una firma non osservata prima di CO2 dove stiamo cercando il metano è significativo", afferma Alexander Trokhimovskiy. "Questa firma non poteva essere giustificata in precedenza, e quindi potrebbe aver avuto un ruolo nel rilevamento di piccole quantità di metano su Marte."

Le osservazioni analizzate da Alexander, Kevin e colleghi sono state per lo più eseguite in momenti diversi rispetto a quelli a supporto delle rilevazioni di metano marziano. Inoltre, i dati TGO non possono tenere conto di grandi pennacchi di metano, ma solo di piccole quantità - e quindi, attualmente, non vi è alcun disaccordo diretto tra le missioni.
"In effetti, stiamo lavorando attivamente al coordinamento delle misurazioni con altre missioni", chiarisce Kevin. "Piuttosto che contestare qualsiasi affermazione precedente, questa scoperta è una motivazione per tutti i team di guardare più da vicino - più sappiamo, più profondamente e accuratamente possiamo esplorare l'atmosfera di Marte."

Realizzare il potenziale di ExoMars



A parte il metano, i risultati evidenziano quanto potremo scoprire di Marte grazie al programma ExoMars.
"Questi risultati ci consentono di costruire una comprensione più completa del nostro vicino planetario", aggiunge Alexander.
"L'ozono e la CO2 sono importanti nell'atmosfera di Marte. Non considerando correttamente questi gas, corriamo il rischio di caratterizzare in modo errato i fenomeni o le proprietà che osserviamo."
Inoltre, la sorprendente scoperta della nuova banda di CO2 su Marte, mai osservata prima in laboratorio, fornisce una visione emozionante per coloro che studiano come le molecole interagiscono tra loro e con la luce - e cercano le impronte chimiche uniche di queste interazioni nello spazio.
"Insieme, questi due studi fanno un passo significativo verso la rivelazione delle vere caratteristiche di Marte: verso un nuovo livello di accuratezza e comprensione", afferma Alexander.

Una collaborazione riuscita nella caccia alla vita

Come suggerisce il nome, il TGO mira a caratterizzare qualsiasi traccia di gas nell'atmosfera di Marte che potrebbe derivare da processi geologici o biologici attivi sul pianeta e identificarne l'origine.
Il programma ExoMars prevede due missioni: TGO, che è stato lanciato nel 2016 e sarà affiancato dal rover Rosalind Franklin e dalla piattaforma di atterraggio Kazachok , che dovrebbe decollare nel 2022 . Questi porteranno strumenti complementari all'ACS sulla superficie marziana, esaminando l'atmosfera del pianeta da una prospettiva diversa e condivideranno l'obiettivo principale del programma ExoMars: cercare segni di vita passata o presente sul Pianeta Rosso.
"Queste scoperte sono il risultato diretto della collaborazione di grande successo e costante tra scienziati europei e russi nell'ambito di ExoMars", afferma lo scienziato del progetto TGO dell'ESA Håkan Svedhem.
"Stabiliscono nuovi standard per le future osservazioni spettrali e ci aiuteranno a dipingere un quadro più completo delle proprietà atmosferiche di Marte - incluso dove e quando potrebbe essere trovato il metano, che rimane una domanda chiave nell'esplorazione di Marte."

"Inoltre, questi risultati suggeriranno un'analisi approfondita di tutti i dati rilevanti che abbiamo raccolto fino ad oggi - e la prospettiva di una nuova scoperta in questo modo è, come sempre, molto esaltante. Ogni informazione rivelata da ExoMars Trace Gas Orbiter segna un passo avanti verso una comprensione più accurata di Marte e ci avvicina alla scoperta dei misteri del pianeta."

fonti: ESA

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