Um brilho verde foi detectado ao redor da atmosfera de Marte através dos instrumentos da ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), sonda que orbita o Planeta Vermelho desde outubro de 2016. Essa é a primeira vez que um brilho como este foi observado em um mundo que não a Terra.
Esse fenômeno é relativamente comum, mas difícil de testemunhar. Na Terra, por exemplo, acontece de modo mais intenso durante as auroras polares, quando elétrons energéticos do espaço atingem a atmosfera superior, resultando em magníficas luzes de tonalidade verde. Nesses casos, podemos ver com nitidez. Mas a nossa atmosfera brilha constantemente, seja por causa da luz do Sol agitando átomos e moléculas como azoto e oxigênio durante o dia, seja quando as moléculas separadas se recombinam à noite.
Em condições normais, o brilho noturno esverdeado é bastante tênue e, portanto, é mais fácil de observar quando se está na órbita do planeta. Por isso, vemos a camada verde sobre a atmosfera da Terra em muitas fotografias tiradas por astronautas a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS). Uma das emissões mais brilhantes observadas na Terra acontece à noite, quando átomos de oxigénio emitem um comprimento de onda específico da luz. Isso nunca havia sido visto em outro planeta - até agora.
De acordo com Jean-Claude Gérard, da Universidade de Liège, Bélgica, principal autor do novo estudo publicado na Nature Astronomy, os cientistas preveem há cerca de 40 anos que esta emissão existe em Marte. O problema era que ainda não haviam sido capazes de registrar o fenômeno para comprová-lo. No entanto, o TGO conseguiu realizar a tarefa.
Ann Carine Vandaele, do Instituto Real Belga de Aeronomia Espacial, Bélgica, coautora do estudo, explica que "as observações anteriores não capturaram nenhum tipo de brilho verde em Marte" e que por isso a equipe decidiu reorientar os instrumentos do TGO a fim de "apontar para a 'borda' de Marte, semelhante à perspetiva que se vê nas imagens da Terra obtidas a partir da ISS". Então, entre os dias 24 de abril e 1 de dezembro de 2019, eles exploraram altitudes que variam de 20 a 400 km da superfície marciana.
Quando analisaram os conjuntos de dados obtidos, encontraram a emissão verde de oxigénio em todos eles. "A emissão foi mais forte a uma altitude de cerca de 80 km e foi diferente dependendo da distância variável entre Marte e o Sol," disse Ann Carine.
Estudar o brilho das atmosferas planetárias pode ajudar os pesquisadores a entender melhor a composição e a dinâmica dessas regiões de outros mundos, além de revelar como a energia enviada pela luz do Sol e pelo vento solar interage nessas atmosferas. Para entender melhor o brilho verde de Marte e compará-lo com o brilho que há ao redor do nosso planeta, Jean-Claude e os colegas investigaram a fundo como ele se formou.
Emissão de oxigênio detectada nos espectros pelo instrumento NOMAD do ExoMars Trace Gas Orbiter da ESA (Imagem: J.-C. Gérard)
Eles descobriram que a emissão "é produzida, principalmente, como o dióxido de carbono e dividida nas suas partes constituintes: monóxido de carbono e oxigénio," explica Jean-Claude. "Observamos os átomos de oxigénio brilhando tanto na luz visível quanto na ultravioleta", completou. A comparação simultânea destes dois tipos de emissão mostrou que a emissão visível era 16,5 vezes mais intensa que na ultravioleta.
Ainda de acordo com Jean-Claude, "as observações em Marte concordam com os modelos teóricos anteriores, mas não com o brilho real que observamos em torno da Terra, onde a emissão visível é muito mais fraca. Isto sugere que temos mais a aprender sobre como os átomos de oxigénio se comportam, o que é extremamente importante para o nosso entendimento da física atómica e quântica".
Compreender as propriedades da atmosfera de Marte é também fundamental para operar as missões que os pesquisadores e agências espaciais pretendem enviar ao Planeta Vermelho. É que a densidade atmosférica afeta diretamente a resistência experienciada pelos satélites em órbita e pelos paraquedas usados para enviar sondas à superfície marciana.