¿Qué nos pueden revelar las tormentas solares sobre la atmósfera marciana?

¿Qué efecto tienen las tormentas solares en la atmósfera de nuestro planeta hermano, Marte? Investigadores del Imperial College lo estudian.

Según un nuevo estudio, la atmósfera marciana se comporta de forma muy diferente a la terrestre durante una tormenta solar.

Cuando el Sol alcanzó el punto máximo de su ciclo de actividad de 11 años en mayo de 2024, una poderosa tormenta solar en Marte brindó a los científicos la visión más detallada hasta la fecha de cómo nuestro planeta hermano responde a las condiciones climáticas espaciales extremas: ¿qué descubrieron y qué sigue?

Radiación noqueadora

Cuando el intenso pulso de radiación y material solar impactó contra el Planeta Rojo, las sondas orbitales Mars Express y ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) de la ESA se encontraban en una posición privilegiada para observar la respuesta del planeta.

“El impacto fue extraordinario: la atmósfera superior de Marte se vio inundada de electrones. Fue la mayor respuesta a una tormenta solar que jamás hayamos visto en Marte”, explicó el autor principal, Jacob Parrott, quien realizó esta investigación como estudiante de doctorado en el Imperial College.

Se produjo un aumento extraordinario de la densidad de electrones en dos capas atmosféricas, lo que provocó la formación de la capa ionosférica inferior más grande jamás registrada, alcanzando el 278 % de su tamaño habitual. El monitoreo de radiación de TGO también midió una dosis equivalente a 200 días normales de exposición a la radiación en tan solo 64 horas. La radiación fue tan intensa que causó errores informáticos temporales en ambos orbitadores, pero ambas naves espaciales se recuperaron rápidamente gracias a sus diseños resistentes a la radiación.

Reconstrucción de la atmósfera marciana

Los investigadores reconstruyeron la estructura de la atmósfera de Marte inmediatamente después de la tormenta gracias a una señal enviada por la sonda Mars Express al satélite TGO mientras pasaba por detrás del horizonte del planeta, justo cuando la llamarada solar se activó. Esta señal se desvió al atravesar las capas superiores de la atmósfera en respuesta al entorno cargado.

La medición se basó en la ocultación radioeléctrica mutua, una técnica desarrollada en la ESA pero que en este caso fue posible gracias a Imperial College. Trabajos previos de Parrott y su supervisor optimizaron la estrategia de muestreo utilizada durante las mediciones.

Para estudiar la atmósfera de Marte, los dos orbitadores marcianos de la ESA utilizan una técnica denominada "ocultación de radio". Crédito: Agencia Espacial Europea.

"En Imperial College, se optimizaron los requisitos de frecuencia de muestreo para que cada medición ocupara menos espacio en el disco duro de la nave espacial. Esto permitió aumentar el número de mediciones que podíamos realizar por semana", explicó Parrott. "Gracias a esta mayor frecuencia, pudimos obtener esta medición "súper afortunada " tan solo 10 minutos después de que una llamarada solar masiva impactara Marte".

Mayor comprensión

Comprender la actividad solar es crucial, ya que los eventos intensos representan un riesgo para los astronautas, los satélites y los sistemas de comunicación, pero la actividad puede ser impredecible, lo que dificulta las mediciones directas.

Eso es lo que hace que este estudio sea extraordinario: el equipo capturó las consecuencias de tres eventos solares —una llamarada, una explosión de partículas de alta energía y una eyección de masa coronal— dentro de la misma tormenta. Al analizar cómo interactuó cada uno con la atmósfera de Marte, descubrieron claras diferencias en la forma en que se depositaron la energía y las partículas.

El estudio reveló que la Tierra y Marte responden de manera muy diferente a la actividad solar. En la Tierra, las partículas incidentes son desviadas por su campo magnético y canalizadas hacia los polos; Marte, en cambio, está directamente expuesto al viento solar, por lo que cuando se produce una tormenta, la atmósfera superior se llena de partículas cargadas.

Colin Wilson, científico del proyecto Mars Express y TGO de la ESA, afirmó que los resultados mejoran nuestra comprensión de Marte, pero “hay otra cara de la moneda: la estructura y la composición de la atmósfera de un planeta influyen en cómo viajan las señales de radio por el espacio. Si la atmósfera superior de Marte está repleta de electrones, esto podría bloquear las señales que utilizamos para explorar la superficie del planeta mediante radar, lo que lo convierte en un factor clave en la planificación de nuestra misión y afecta nuestra capacidad para investigar otros mundos”.

El equipo utilizará el mismo método para investigar el lado nocturno de Marte, donde la ionosfera inferior suele ser más difícil de observar. También evaluarán si la reflectometría, que consiste en hacer rebotar las señales de radio en la superficie del planeta, puede ayudar a estudiar la rugosidad de la superficie o a detectar hielo subsuperficial. Aunque se encuentra en fase experimental, esto podría ofrecer nuevas formas de utilizar instrumentos existentes para realizar investigaciones científicas novedosas.

Referencia de la noticia

Martian ionospheric response during the May 2024 solar superstorm, Nature Communications, March 2026. Parrott, J., et al.