Un rover solitario que trabaja duro entre las arenas de Marte ha respondido ahora a una vieja pregunta: si un relámpago crepita en el planeta rojo y nadie lo escucha, ¿aún emite sonido?
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 remolinos de polvo de Marte, no una, sino 55 veces durante dos años marcianos de observación.
Fundamentalmente, el clima polvoriento en el que se produjeron estos eventos revela las condiciones específicas necesarias para generar electricidad en la delgada y seca atmósfera de Marte, algo que se sospechaba desde hace mucho tiempo pero que nunca se había demostrado directamente hasta ahora.
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Se cree que los rayos ocurren cuando las condiciones turbulentas en una atmósfera empujan las partículas, frotándolas entre sí para generar carga. Al final, se acumula tanta carga que tiene que ir a alguna parte, produciendo una descarga.
Los rayos son omnipresentes aquí en la Tierra y generan uno de los climas más bellos del planeta.
Está más fuertemente asociado con nubes de vapor de agua, pero no se requiere humedad. Las descargas de relámpagos hacen estragos en las gigantescas espumas de ceniza que arrojan, por ejemplo, los volcanes.
Incluso las tormentas de arena, cuyas partículas secas de silicato son aislantes, no conductoras, pueden generar suficiente carga para provocar descargas eléctricas.
Los científicos habían propuesto que mecanismos similares podrían estar en juego en Marte, a pesar de que su atmósfera predominantemente de dióxido de carbono es mucho más delgada y seca que la de la Tierra.
Después de todo, se han registrado relámpagos en Júpiter y Saturno, y se han detectado tentativamente en Neptuno y Urano, los cuales también difieren de manera bastante significativa de la Tierra (los relámpagos 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.
Afortunadamente, 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 los datos recopilados por el micrófono SuperCam de Perseverance, un dispositivo capaz de registrar datos de sonido e interferencias electromagnéticas.
Examinaron minuciosamente más de 28 horas de grabaciones de micrófonos, buscando signos de descarga eléctrica entre el polvo arremolinado del planeta.
Encontraron 55 eventos, 7 de los cuales capturaron una firma distintiva de descarga eléctrica en su totalidad. Primero, el instrumento registra un “pitido” electrónico repentino causado por una interferencia electromagnética cuando la descarga eléctrica se enreda con el cableado del micrófono. Esta señal es seguida por una relajación o llamada de llamada, 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 calienta y expande el aire a su alrededor: un pequeño trueno.
Para asegurarse de que las grabaciones provienen realmente de descargas de rayos en miniatura, los investigadores utilizaron una réplica de SuperCam aquí en la Tierra. Grabaron 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 por ciento superior de los vientos más fuertes que Perseverance registró en Marte durante el período de estudio, y la mayoría se asoció 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 pequeñas, sólo de 0,1 a 150 nanojulios. El séptimo evento acústico fue el más grande, registrando 40 milijulios, consistente con una descarga del rover al suelo, probablemente asociada con una acumulación de carga por partículas que rozan contra el propio Perseverance.
Por el contrario, un rayo promedio que cae de una nube a la tierra en la Tierra descarga alrededor de mil millones de julios. Así que los relámpagos, tal como se manifiestan en Marte, son muy diferentes de los relámpagos en la Tierra, pero existen, y esto tiene algunas implicaciones interesantes.
Una obvia es que puede ayudar a informar el diseño de la futura tecnología de exploración de Marte para protegerlo de las descargas eléctricas que ahora sabemos que ocurren. Como lo 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.
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En un nivel más especulativo, algunas teorías actuales sobre el surgimiento de la vida en la Tierra invocan los rayos como sistema de suministro de los ingredientes necesarios para impulsar un conjunto de moléculas hacia la biología. Si existen rayos en Marte, los astrobiólogos también pueden tenerlo en cuenta en sus estimaciones de la probabilidad de vida allí.
“Este estudio abre un notable campo de investigación para la atmósfera de Marte… y motiva el desarrollo de nuevos modelos atmosféricos para explicar los fenómenos eléctricos y sus consecuencias en la atmósfera marciana”, concluyen Chide y sus colegas.
Los hallazgos han sido publicados en Nature.