Científicos detectan el impacto de una tormenta solar en Marte: las alteraciones en la atmósfera

Las recientes observaciones de los orbitadores Mars Express y ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) de la Agencia Espacial Europea han permitido documentar con detalle cómo una supertormenta solar afectó la atmósfera de Marte. Esto produjo fallas en los sistemas de las naves y disparó niveles récord de radiación y electrones.

El fenómeno, registrado en mayo de 2024, fue la mayor tormenta solar medida en más de dos décadas y dejó lecciones clave para el estudio del clima espacial y la planificación de futuras misiones a planetas sin campo magnético.

Una dosis de radiación equivalente a 200 días en apenas 64 horas

Durante la tormenta, un monitor de radiación instalado en el TGO detectó una exposición acumulada que equivaldría a 200 días “normales” en solo 64 horas. El estudio, difundido en la revista Nature Communications, recoge cómo los efectos se manifestaron en dos niveles distintos de la atmósfera marciana: a 110 kilómetros la densidad de electrones aumentó un 45 %, mientras que a 130 kilómetros el incremento llegó al 278 %, el mayor jamás registrado en esa capa de la atmósfera marciana.

El impacto de la radiación no solo fue visible en los instrumentos científicos, sino también en los sistemas informáticos de ambos orbitadores. Los equipos debieron gestionar errores derivados de la interacción con partículas altamente energéticas, un riesgo habitual ante este tipo de clima espacial. Jacob Parrott, investigador de la ESA y autor principal del informe, indicó que ambas naves estaban diseñadas para resistir tales contingencias y pudieron recuperarse con rapidez debido a sus componentes especiales y a sistemas capaces de detectar y corregir errores en tiempo real.

La investigación empleó una innovadora técnica de “ocultación por radio” que la ESA está perfeccionando. Consiste en transmitir una señal entre ambos orbitadores justo cuando uno desaparece en el horizonte marciano. Esta señal se refracta en distintas capas de la atmósfera antes de llegar al receptor, lo que permite a los científicos identificar con precisión la distribución de electrones en cada altitud.

Colin Wilson, científico de proyecto de Mars Express y TGO de la ESA y coautor del trabajo, explicó que el método —conocido por su uso en la exploración de otros cuerpos del sistema solar— se está usando de forma regular entre naves en órbita alrededor de Marte desde hace aproximadamente cinco años. Wilson agrega: “Es fantástico verlo en acción”.

Este sistema se complementó con datos de la misión MAVEN de la NASA, que ayudaron a confirmar las densidades electrónicas observadas durante la tormenta. Según Parrott, la fortuna jugó un papel relevante: los operadores lograron capturar datos usando la técnica de ocultación apenas 10 minutos después de que una llamarada solar llegara a Marte, cuando normalmente solo se logran dos observaciones por semana.

Marte y la Tierra: diferencias en la respuesta al clima espacial extremo

La tormenta tuvo efectos muy diferentes en la Tierra y en Marte, debido principalmente a la ausencia de campo magnético en el planeta rojo. En la Tierra, el campo magnético actúa como escudo, desviando las partículas solares y canalizándolas hacia los polos, desencadenando auroras y evitando daños directos a las infraestructuras.

En cambio, la atmósfera de Marte, mucho menos protegida, fue atravesada directamente por radiación y partículas energéticas provenientes de la llamarada solar, la explosión de partículas de alta energía y una eyección de masa coronal (CME), todas ellas partes de la misma tormenta pero con características distintas.

El material emitido por el Sol —plasma magnetizado, rayos X y partículas muy energéticas— colisionó en la atmósfera marciana con átomos neutros, liberando sus electrones y aumentando dramáticamente la densidad de estas partículas. Los resultados superaron con creces cualquier evento previo y permitieron a los investigadores captar en tiempo real el efecto acumulativo de varios tipos de fenómenos solares sobre una atmósfera planetaria desprotegida.

Colin Wilson, de la ESA, subrayó la importancia de estos hallazgos: “Los resultados mejoran nuestra comprensión de Marte al revelar cómo las tormentas solares depositan energía y partículas en su atmósfera. Esto es importante porque, como sabemos, el planeta ha perdido enormes cantidades de agua y la mayor parte de su atmósfera en el espacio, probablemente debido al viento continuo de partículas que salen del sol”.

Consecuencias para la exploración planetaria y el futuro de las misiones en Marte

La supertormenta solar también dejó en evidencia desafíos técnicos clave para la exploración futura. El aumento masivo de electrones en la atmósfera superior de Marte tiene un efecto directo sobre las comunicaciones científicas, ya que puede bloquear o distorsionar las señales de radar que se emplean para investigar la superficie y el subsuelo. Esta circunstancia obliga a reajustar las estrategias y destaca la importancia de poder predecir con mayor precisión cuándo y cómo afectarán las tormentas solares a las operaciones planetarias.

Comprobar cómo la atmósfera responde en diferentes mundos demuestra la dificultad inherente a la comparación directa, aun cuando ambos planetas estén expuestos al mismo evento solar. Las diferencias en la estructura magnética y atmosférica de la Tierra y Marte hacen que su vulnerabilidad y respuesta sean radicalmente distintas.

Los eventos analizados por el equipo de la ESA —una llamarada de radiación, una eyección de masa coronal y el flujo de partículas de alta energía— ratifican lo complejo y variable del clima espacial. Que los orbitadores estuvieran en posición para medir el suceso en el momento adecuado fue, según el propio Jacob Parrott, un hecho excepcional dadas las limitaciones habituales de este tipo de misiones.

La Agencia Espacial Europea planea extender el empleo de la ocultación por radio como herramienta rutinaria en próximos programas planetarios, como ya hace en misiones terrestres. El avance en la detección y modelado de los efectos solares extremos sobre Marte no solo mejora nuestra capacidad de protección para misiones futuras, sino que arroja nuevas luces sobre la historia de la atmósfera y el agua en el planeta rojo.