Un solitario explorador que trabaja sobre las arenas de Marte ha respondido a una vieja pregunta: si un rayo cae en el planeta rojo y nadie lo oye, ¿emite sonido alguno?
En grabaciones obtenidas por el rover Perseverance de la NASA, los científicos han identificado, por primera vez, descargas eléctricas capturadas durante los eventos de polvo salvaje y los remolinos de polvo de Marte, no una, sino 55 veces en dos años marcianos de observación. De manera crucial, el clima polvoriento en el que ocurrieron estos eventos revela las condiciones específicas requeridas para generar electricidad en la atmósfera delgada y seca de Marte, algo que se sospechó durante mucho tiempo pero que nunca se demostró directamente hasta ahora.
Se cree que los rayos se producen cuando las condiciones turbulentas de una atmósfera empujan las partículas, frotándolas entre sí para generar carga. Finalmente, se acumula tanta carga que tiene que ir a algún lugar, lo que produce una descarga. Los rayos son omnipresentes aquí en la Tierra y generan algunos de los fenómenos climáticos más increíblemente bellos del planeta.
Se asocia más fuertemente con nubes de vapor de agua, pero no requiere humedad. Las descargas de rayos se propagan con furia en las gigantescas espumas de ceniza que arrojan los volcanes, por ejemplo.
Incluso las tormentas de arena, cuyas partículas de silicato seco son aislantes, no conductoras, pueden generar suficiente carga para desencadenar descargas eléctricas. Los científicos habían propuesto que mecanismos similares podrían estar en juego en Marte, aunque su atmósfera predominantemente de dióxido de carbono es mucho más delgada y seca que la de la Tierra.
Después de todo, se han registrado rayos en Júpiter y Saturno, y se han detectado tentativamente en Neptuno y Urano, todos los cuales también difieren bastante de la Tierra (los rayos en Venus siguen siendo una cuestión abierta). Los modelos sugieren que si se producen descargas eléctricas en Marte, lo más probable es que se produzcan cerca de la superficie, donde la presión atmosférica es más alta.
Por casualidad, tenemos rovers activos en la superficie marciana, y uno de ellos, Perseverance, tiene un instrumento capaz de detectar señales de rayos. Dirigido por el científico planetario Baptiste Chide de la Universidad de Toulouse en Francia, un equipo de científicos analizó datos recopilados por el micrófono SuperCam de Perseverance, un dispositivo capaz de registrar datos de sonido e interferencias electromagnéticas.
Analizaron 28 horas de grabaciones de micrófonos en busca de señales de descarga eléctrica entre el polvo que giraba en el planeta. Encontraron 55 eventos, 7 de los cuales capturaron una señal distintiva de descarga eléctrica en su totalidad. Primero, el instrumento registra una señal electrónica repentina causada por interferencia electromagnética cuando la descarga eléctrica se enreda con el cableado del micrófono. A esta señal le sigue una relajación, o “ringdown”, que dura aproximadamente 8 milisegundos.
Los siete eventos que Perseverance capturó en su totalidad concluyeron con la firma acústica de un pequeño estallido sónico creado por la descarga eléctrica que calentó y expandió el aire a su alrededor: un diminuto trueno.
Para garantizar que las grabaciones provengan efectivamente de descargas eléctricas en miniatura, los investigadores utilizaron una réplica de SuperCam en la Tierra. Registraron descargas eléctricas, replicando el perfil de las grabaciones de Marte. Curiosamente, una alta concentración de polvo en la atmósfera no era suficiente por sí sola para producir electricidad.
La gran mayoría de los eventos (54 de los 55) ocurrieron durante el 30% superior de los vientos más fuertes que Pereverance registró en Marte durante el período de estudio, y la mayoría estaban asociados con frentes de tormentas de polvo. Mientras tanto, se registraron 16 descargas eléctricas durante los dos encuentros de Perseverance con remolinos de polvo.
Según seis de los siete truenos registrados, la mayoría de las descargas fueron diminutas, de tan solo 0,1 a 150 nanojulios. El séptimo evento acústico fue el más grande, con una intensidad de 40 milijulios, consistente con una descarga del rover contra el suelo, probablemente asociada a la acumulación de carga por el roce de partículas contra el propio Perseverance.
En cambio, un rayo promedio de nube a tierra en la Tierra descarga alrededor de mil millones de julios. Por lo tanto, los rayos, tal como se manifiestan en Marte, son muy diferentes a los de la Tierra, pero existen, y esto tiene implicaciones interesantes.
Una obvia es que puede contribuir al diseño de la futura tecnología de exploración de Marte para protegerlo de las descargas eléctricas que ahora sabemos que ocurren. Al igual que hicieron con la Tierra primitiva, los científicos planetarios ahora pueden modelar con mayor precisión las reacciones químicas en la atmósfera de Marte que estarían mediadas por descargas eléctricas.
En un nivel más especulativo, algunas teorías actuales sobre el surgimiento de la vida en la Tierra invocan los rayos como sistema de transporte de los ingredientes necesarios para impulsar un conjunto de moléculas hacia la biología. Si existen rayos en Marte, los astrobiólogos también pueden tenerlos en cuenta en sus estimaciones de la probabilidad de vida allí.
“Este estudio abre un campo de investigación notable para la atmósfera de Marte… y motiva el desarrollo de nuevos modelos atmosféricos para dar cuenta de los fenómenos eléctricos y sus consecuencias en la atmósfera marciana”, concluyen Chide y sus colegas.
Los hallazgos se han publicado en Nature.
Fuente: Science Alert.
