Así fue el "extraordinario" impacto de la supertormenta solar en Marte: La atmósfera superior, inundada de electrones

El monitoreo espacial reciente permitió a las misiones Mars Express y ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) de la Agencia Espacial Europea (ESA) captar nuevos datos sobre un brusco aumento de electrones en la atmósfera superior de Marte, fenómeno observado tras la supertormenta solar de mayo de 2024. Según publicó la ESA, el instrumento de monitoreo de radiación a bordo del TGO detectó, en apenas 64 horas, una dosis acumulada equivalente a la que normalmente se registra en 200 días, lo que pone de relieve la intensidad y el impacto de este evento sobre el planeta rojo. El medio también destacó que ambos orbitadores sufrieron errores informáticos durante la tormenta, un efecto común del clima espacial, pero sus sistemas lograron recuperarse debido a su diseño específico y a la presencia de componentes resistentes a la radiación.

El estudio, presentado este jueves en Nature Communications y citado por la ESA, señala que la tormenta solar generó un marcado incremento en la densidad de electrones en dos capas de la atmósfera marciana, aproximadamente a 110 y 130 kilómetros de altitud. La capa inferior presentó un aumento del 45% en la cantidad de electrones, mientras que la superior llegó a registrar un incremento del 278%, la mayor cantidad documentada hasta la fecha en esa región de la atmósfera marciana, como reportó la agencia. Jacob Parrott, investigador de la ESA y autor principal del estudio, afirmó que la respuesta atmosférica a la tormenta “fue la mayor que jamás hayamos visto en Marte”.

La ESA detalló que, para analizar el impacto de la tormenta, los científicos implementaron un método basado en la ocultación por radio, técnica que actualmente perfecciona la agencia. Esta metodología consistió en enviar una señal de radio desde el orbitador Mars Express hacia el TGO en el instante en que este último desaparecía tras el horizonte marciano. Al atravesar la atmósfera, la señal se curvó y sus cambios permitieron obtener información sobre las distintas capas. Esta técnica, que suele emplearse con señales entre sondas y la Tierra, ha comenzado a usarse en Marte entre dos naves espaciales en los últimos cinco años, según explicó Colin Wilson, científico de proyecto para Mars Express y TGO y coautor del estudio.

El mismo trabajo utilizó datos de la misión MAVEN de la NASA, que corroboraron la densidad de electrones registrada. Los investigadores lograron observar las consecuencias inmediatas de la tormenta en Marte realizando una de las escasas observaciones semanales de ocultación por radio apenas 10 minutos después de que una potente llamarada solar impactara el planeta, informó la ESA.

La tormenta solar registrada en mayo de 2024 también se hizo sentir en la Tierra, donde generó las auroras más extensas en dos décadas y llegó a ser visible tan al sur como México. En la Tierra, el campo magnético terrestre desvió y protegió en gran medida a la atmósfera de la radiación, canalizando parte de las partículas hacia los polos y propiciando los espectáculos de auroras. Por el contrario, Marte carece de un campo magnético global y su atmósfera fina ofreció mucha menos protección ante el embate solar. La ESA subrayó que estas diferencias dificultan la comparación directa entre ambos planetas, pero recalca la relevancia de comprender cómo afecta la actividad solar a distintos cuerpos del Sistema Solar.

La serie de fenómenos que afectó a Marte durante la tormenta incluyó una llamarada de radiación solar, una oleada de partículas de alta energía y una eyección de masa coronal (CME, por sus siglas en inglés). Estos eventos enviaron plasma magnetizado y rayos X energéticos hacia Marte, lo que resultó en una ionización masiva de la atmósfera superior tras el encuentro con átomos neutros que perdieron sus electrones. La ESA sostiene que este proceso ayuda a explicar la pérdida histórica de agua y atmósfera en Marte, fenómeno atribuido en gran medida a la acción continua del viento solar.

Colin Wilson, citado por la ESA, señaló que el comportamiento de la atmósfera marciana frente a tales episodios tiene efectos directos sobre la transmisión de señales de radar y radio utilizadas para la exploración y el estudio del planeta. Una atmósfera cargada de electrones puede obstaculizar la propagación de estas señales, lo que representa un factor clave para el diseño de futuras misiones robóticas hacia Marte y otros destinos planetarios.

El estudio subraya, asimismo, la dificultad de predecir el clima espacial debido al carácter errático de las emisiones de radiación y materia desde el Sol. La ESA precisó que contar con instrumentos capaces de monitorizar en tiempo real estos eventos resulta esencial para la protección de sondas automáticas y el desarrollo de misiones tripuladas. Las naves emplean sensores y sistemas que detectan y corrigen fallos causados por la radiación, lo que permitió una pronta recuperación frente a los errores informáticos que presentaron las misiones tras el impacto de la tormenta.

El análisis comparativo realizado por los expertos destacó las especificidades del clima espacial en Marte, donde la ausencia de una defensa magnética planetaria amplifica la respuesta de la atmósfera ante eventos solares extremos. El informe de la ESA indica que la información recabada durante esta sucesión de fenómenos en mayo de 2024 aporta nuevas claves para comprender la interacción entre la radiación solar y los distintos entornos planetarios dentro del Sistema Solar y mejora la capacidad para anticipar las condiciones del clima espacial en futuras misiones.