Orbitadores de Marte da ESA observam supertempestade solar atingir o Planeta Vermelho

Em maio de 2024, a Terra foi atingida por a maior tempestade solar registrada em mais de 20 anos. Ele fez com que a atmosfera do nosso planeta acelerasse, desencadeando auroras cintilantes que foram vistas no extremo sul do México.

Esta tempestade também atingiu Marte. Felizmente, os dois Mars Orbiters da ESA – Marte Expresso e Orbitador de gás traço ExoMars (TGO) – estávamos no lugar certo na hora certa, com um monitor de radiação a bordo do TGO captando um dose equivalente a 200 dias “normais” em apenas 64 horas.

UM novo estudo publicado hoje em Comunicações da Natureza revela agora com maior profundidade como esta atividade intensa e tempestuosa afetou o Planeta Vermelho.

“O impacto foi notável: a atmosfera superior de Marte foi inundada por eletrões”, diz Jacob Parrott, investigador da ESA, principal autor do estudo. “Foi a maior resposta a uma tempestade solar que já vimos em Marte.”

A supertempestade causou um aumento dramático de electrões em duas camadas distintas da atmosfera de Marte, a altitudes de cerca de 110 e 130 km, com números a aumentarem 45% e impressionantes 278%, respectivamente. Este é o maior número de elétrons que já vimos nesta camada da atmosfera marciana.

“A tempestade também causou erros de computador em ambos os orbitadores – um perigo típico de clima espacialjá que as partículas envolvidas são tão energéticas e difíceis de prever, “acrescenta Jacob. “Felizmente, a espaçonave foi projetada com isso em mente e construída com componentes resistentes à radiação e sistemas específicos para detectar e corrigir esses erros. Eles se recuperaram rapidamente.”

Pioneirismo em uma nova técnica

Para investigar o impacto da supertempestade em Marte, Jacob e colegas usaram uma técnica atualmente pioneira na ESA conhecida como ocultação de rádio.

Primeiro, a Mars Express transmitiu um sinal de rádio para o TGO no exato momento em que ele desaparecia no horizonte marciano. À medida que o TGO desaparecia, o sinal de rádio era curvado (‘refratado’) pelas várias camadas da atmosfera de Marte antes de ser captado pela sonda, permitindo aos cientistas obter mais informações sobre cada camada. Os pesquisadores também usaram observações do satélite da NASA MAVEN missão de confirmar as densidades eletrônicas.

“Esta técnica tem sido usada há décadas para explorar o Sistema Solar, mas usando sinais transmitidos por uma nave espacial para a Terra”, diz Colin Wilson, cientista do projeto da ESA para a Mars Express e TGO, e co-autor do estudo. “Foi apenas nos últimos cinco anos que começámos a utilizá-lo em Marte entre duas naves espaciais, como a Mars Express e a TGO, que normalmente utilizam esses rádios para transmitir dados entre orbitadores e rovers. É óptimo vê-lo em acção.”

A ESA utiliza rotineiramente a ocultação de rádio orbital a orbitador na Terra e planeia utilizá-la mais regularmente em futuras missões planetárias.

Mundos diferentes, clima diferente

A supertempestade foi vivenciada de forma muito diferente na Terra e em Marte, destacando as diferenças entre os dois mundos.

Na Terra, a resposta da atmosfera superior foi mais silenciosa, graças ao efeito de proteção do campo magnético da Terra. Além de desviar muitas partículas da tempestade solar para longe da Terra, o campo magnético também desviou algumas para os pólos da Terra, onde fizeram com que o céu se iluminasse com auroras.

Embora as suas diferenças possam tornar difícil comparar planetas diretamente, compreender como a atividade solar afeta os residentes do Sistema Solar – por outras palavras, clima espacial previsão – é extremamente importante. Na Terra, as tempestades solares podem ser perigosas e prejudiciais para os astronautas e equipamentos no espaço, e podem perturbar os nossos satélites e sistemas (energia, rádio, navegação) mais abaixo.

No entanto, estudar o clima espacial é difícil, pois o Sol emite radiação e material de forma irregular, tornando as medições direcionadas em grande parte oportunistas. “Felizmente, conseguimos utilizar esta nova técnica com a Mars Express e o TGO apenas 10 minutos depois de uma grande explosão solar ter atingido Marte. Atualmente estamos a realizar apenas duas observações por semana em Marte, por isso o momento foi extremamente afortunado,” acrescenta Jacob.

Jacob e colegas capturaram as consequências de três eventos solares – todos parte da mesma tempestade, mas diferentes em termos do que eles jogam no espaço e como fazem isso: um surto de radiação, uma explosão de partículas de alta energiae uma erupção de material conhecido como uma ejeção de massa coronal (CME).

Juntos, esses eventos enviaram plasma e raios X magnetizados, energéticos e em movimento rápido em direção a Marte. Quando esta barragem de material atingiu a atmosfera superior do planeta, colidiu com átomos neutros e retirou os seus electrões, fazendo com que a região se enchesse de electrões e partículas carregadas.

“Os resultados melhoram a nossa compreensão de Marte, revelando como as tempestades solares depositam energia e partículas na atmosfera de Marte – importante porque sabemos que o planeta perdeu ambos. enormes quantidades de água e a maior parte de sua atmosfera para o espaço, provavelmente impulsionado pela contínua vento de partículas fluindo do Sol”, diz Colin.

“Mas há um outro lado: a estrutura e o conteúdo da atmosfera de um planeta influenciam a forma como os sinais de rádio viajam através do espaço. Se a atmosfera superior de Marte estiver repleta de eletrões, isso poderá bloquear os sinais que usamos para explorar a superfície do planeta através do radar, tornando-se uma consideração fundamental no nosso planeamento de missão – e impactando a nossa capacidade de investigar outros mundos.”

Notas para editores

‘Resposta ionosférica marciana durante a supertempestade solar de maio de 2024‘ por J. Parrott et al. é publicado hoje em Comunicações da Natureza. DOI: 10.1038/s41467-026-69468-z

Jacob Parrott começou este trabalho como ESA Jovem Estagiário de Pós-Graduaçãocontinuou como estudante de pós-graduação no Imperial College London, e agora é pesquisador na Centro Europeu de Investigação e Tecnologia Espacial da ESA (ESTEC) na Holanda.

A tempestade solar de maio de 2024 foi monitorada e observada depois de atingir a Terra por inúmeras missões da ESA e coberta em uma série de histórias subsequentes na web, incluindo:

Várias missões da ESA estão atualmente ou em breve de olho na nossa estrela. Sonda Solar da ESA está continuamente observando o Sol de perto e rastreando sua atividade (incluindo a supertempestade de maio de 2024). Solar Orbiter será em breve acompanhado por Sorrisouma missão para entender como o campo magnético da Terra responde ao vento solar com lançamento previsto para a primavera de 2026 e, posteriormente, por Vigília (2031), que detectará atividade solar potencialmente perigosa quase em tempo real.

A dose inicial de radiação entregue à órbita de Marte pela tempestade solar, medida pelo TGO em maio de 2025, foi relatada em Semkova et al.: doi.org/10.1016/j.lssr.2025.02.010

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