Fuga de Atmosfera de um Planeta Leve

Como na Terra, a radiação solar ultravioleta separa os elétrons dos átomos e moléculas (partículas azuis), criando uma região de carga eletricamente carregada - gás ionizado: a ionosfera. Esta camada ionizada interage diretamente com o vento solar e seu campo magnético para criar uma magnetosfera induzida, que atua para retardar e desviar as partículas do vento solar ao redor do planeta.

A baixa gravidade do planeta vermelho e a falta de campo magnético tornam a atmosfera ultraperiférica um alvo fácil de serem varridos pelo vento solar, mas novas evidências da sonda Mars Express da ESA mostram que a radiação do Sol pode desempenhar um papel surpreendente em sua fuga.
Por que as atmosferas dos planetas rochosos no sistema solar interno evoluíram tão diferente em mais de 4,6 bilhões de anos é a chave para entender o que faz um planeta habitável. Enquanto a Terra é um mundo de água rico em vida, nosso vizinho mais pequeno, Marte, perdeu muito de sua atmosfera no início da sua história, transformando-se de um ambiente quente e úmido nas planícies frias e áridas que observamos hoje. Em contrapartida, o outro vizinho da Terra, Vênus, que embora inóspito hoje, é de tamanho comparável ao nosso próprio planeta e tem uma atmosfera densa.
Uma maneira que muitas vezes se pensa para ajudar a proteger a atmosfera de um planeta é através de um campo magnético gerado internamente, como na Terra. O campo magnético desvia as partículas carregadas do vento solar à medida que se aproximam, esculpindo uma "bolha" protetora - a magnetosfera - ao redor do planeta.
Em Marte e Vênus, que não geram um campo magnético interno, o principal obstáculo para o vento solar é a atmosfera superior, ou ionosfera. Assim como na Terra, a radiação ultravioleta solar separa os elétrons dos átomos e moléculas nesta região, criando uma região de gás ionizado carregado eletricamente: a ionosfera. Em Marte e Vênus, esta camada ionizada interage diretamente com o vento solar e seu campo magnético para criar uma magnetosfera induzida, que atua para retardar e desviar o vento solar ao redor do planeta.
Durante 14 anos, o Mars Express da ESA tem procurado íons carregados, como oxigênio e dióxido de carbono, fluindo para o espaço para entender melhor a taxa em que a atmosfera está escapando do planeta.
O estudo descobriu um efeito surpreendente, com a radiação ultravioleta do Sol desempenhando um papel mais importante do que se pensava anteriormente.
"Nós costumávamos pensar que a fuga de íons ocorria devido a uma transferência efetiva da energia solar do vento através da barreira magnética induzida marciana da ionosfera", diz Robin Ramstad, do Instituto Sueco de Física Espacial, e autor principal do estudo da Mars Express.
"Talvez contra-intuitivamente, o que realmente vemos é que o aumento da produção de íons desencadeada pela radiação solar ultravioleta protege a atmosfera do planeta da energia transportada pelo vento solar, mas muito pouca energia é realmente necessária para que os íons escapem por eles mesmos , devido à baixa gravidade que liga a atmosfera a Marte".
A natureza ionizante da radiação do Sol  produz mais íons do que pode ser removido pelo vento solar. Embora o aumento da produção de íons ajuda a proteger a atmosfera mais baixa da energia transportada pelo vento solar, o aquecimento dos elétrons parece ser suficiente para arrastar íons em todas as condições, criando um "vento polar". A fraca gravidade de Marte - cerca de um terço da Terra - resulta em um planeta planeta que não consegue segurar esses íons e eles escapam facilmente ao espaço, independentemente da energia extra fornecida por um forte vento solar.
Em Vênus, onde a gravidade é semelhante à da Terra, é necessária muito mais energia para expulsar sua atmosfera dessa maneira, e os íons que saem do lado do Sol provavelmente caem de volta para o planeta do outro lado, a menos que sejam acelerados ainda mais .
"Nós, portanto, concluímos que, no presente, a fuga de íons de Marte é principalmente limitada em relação à sua produção e não limitada à energia do vento solar, enquanto que em Vênus é provável que seja limitado em energia, dada a maior gravidade do planeta e alta taxa de ionização , sendo mais próximo do Sol", acrescenta Robin.
"Em outras palavras, o vento solar provavelmente só teve um efeito direto muito pequeno sobre a quantidade de atmosfera de Marte que se perdeu ao longo do tempo e, em vez disso, apenas aumentou a aceleração das partículas que já estão escapando".
"O monitoramento contínuo de Marte desde 2004, que cobriu a mudança na atividade solar do mínimo ao máximo solar, nos dá um grande conjunto de dados que é vital para entender o comportamento a longo prazo da atmosfera de um planeta e sua interação com o Sol" diz Dmitri Titov, cientista do projeto Mars Express da ESA.
O estudo também tem implicações para a busca de atmosferas semelhantes à Terra em outros lugares do Universo.
"Talvez um campo magnético não seja tão importante para proteger a atmosfera de um planeta como a gravidade do planeta em si, o qual define a forma como pode segurar as suas partículas atmosféricas depois de terem sido ionizadas pela radiação solar, independentemente do poder do vento solar", acrescenta Dmitri.

Fonte: Space Daily