Durante un passaggio vicino a Venere, la sonda solare Parker della NASA ha rilevato un segnale radio naturale che ha rivelato che il veicolo spaziale aveva attraversato l’alta atmosfera del pianeta. Questa è stata la prima misurazione diretta dell’atmosfera venusiana in quasi 30 anni – e sembra molto diversa rispetto alle osservazioni fatte in passato.
Uno studio appena pubblicato conferma che l’alta atmosfera di pianeta gemello della Terra subisce cambiamenti sconcertanti durante un ciclo solare, il ciclo di attività di 11 anni del Sole. Questo è l’ennesimo indizio per capire come e perché Venere e la Terra sono così diverse.
Nati da processi simili, questi due pianeti sono gemelli: entrambe rocciosi e di dimensioni e struttura simili. Ma il loro destino ha seguito strade divergenti. Venere è privo di campo magnetico e sulla sua superficie si raggiungono temperature abbastanza calde da sciogliere il piombo. Al massimo, le navicelle spaziali che vi sono atterrate sono sopravvissute un paio d’ore.
Studiare il secondo pianeta del nostro sistema solare, per quanto inospitale, aiuta gli scienziati a capire come si sono evoluti questi gemelli e cosa rende i pianeti simili alla Terra, abitabili o meno.
L’11 luglio 2020, Parker Solar Probe ha effettuato un passaggio vicino a Venere, il suo terzo sorvolo. Ogni sorvolo è progettato per sfruttare la gravità del pianeta per l’effetto fionda e far volare la navicella sempre più vicino al Sole. La missione, gestita dal Johns Hopkins Applied Physics Laboratory di Laurel, nel Maryland, ha effettuato il suo sorvolo più vicino a Venere, passando a sole 833 km dalla superficie.
Il suono di Venere
“Ero così entusiasta di avere nuovi dati da Venere“, ha detto Glyn Collison del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, lo scienziato principale dello studio, pubblicato il (3 maggio 2021 su Geophysical Research Letters. Esperto di Venere, Collinson ha esaminato più volte tutti i dati disponibili su Venere – da missioni passate come la Pioneer Venus Orbiter della NASA e Venus Express dell’ESA (l’Agenzia spaziale europea).
Uno degli strumenti di Parker Solar Probe è FIELDS, chiamato per i campi elettrici e magnetici che misura nell’atmosfera solare. Per soli sette minuti, quando Parker Solar Probe era nel massimo avvicinamento a Venere, FIELDS ha rilevato un segnale radio naturale a bassa frequenza.
Il sottile increspamento nei dati ha attirato l’attenzione di Collinson. La forma e la forza del segnale sembravano familiari, ma non riusciva ad identificarlo. “Poi il giorno dopo, mi sono svegliato“, ha detto. “E ho pensato, ‘Oh mio Dio, so di cosa si tratta!’“
Collinson ha riconosciuto il segnale dal suo precedente lavoro con l’orbiter Galileo della NASA, che ha esplorato Giove e le sue lune prima che la missione terminasse nel 2003. Un segnale simile appariva ogni volta che la sonda passava attraverso le ionosfere delle lune di Giove.
Come la Terra, Venere possiede uno strato di gas caricato elettricamente al bordo superiore della sua atmosfera, chiamato ionosfera. Questo mare di gas carichi, o plasma, emette naturalmente onde radio che possono essere rilevate da strumenti come FIELDS.
Quando Collinson e il suo team hanno identificato il segnale, si sono resi conto che Parker Solar Probe aveva sfiorato l’atmosfera superiore di Venere – una piacevole sorpresa, anche se avrebbero potuto aspettarselo sulla base dei dati raccolti in precedenza.
I ricercatori hanno utilizzato questa emissione radio per calcolare la densità della ionosfera attraversata da Parker Solar Probe. In questo modo, hanno ottenuto misurazioni dirette della ionosfera di Venere per la prima volta dalla missione Pioneer Venus Orbiter del 1992. All’epoca, il Sole era vicino al massimo solare, il picco tempestoso del ciclo solare.
Negli anni che seguirono, i dati dei telescopi terrestri suggerirono che stavano avvenendo grandi cambiamenti mentre il Sole si stabiliva nella sua fase calma, il minimo solare. Mentre la maggior parte dell’atmosfera è rimasta la stessa, la ionosfera – che si trova nella parte superiore, dove i gas possono sfuggire nello spazio – è risultata molto più sottile durante il minimo solare.
Senza misurazioni dirette, era impossibile da confermare il dato.
“Quando più missioni confermano lo stesso risultato, una dopo l’altra, ciò ti dà molta fiducia che l’assottigliamento sia reale“, ha detto Robin Ramstad, coautore dello studio e ricercatore post-dottorato presso il Laboratorio di Atmosfera e Spazio Fisica presso l’Università del Colorado, Boulder.
Capire perché la ionosfera di Venere si assottiglia durante il minimo solare è una parte della comprensione del modo in cui Venere risponde al Sole – cosa che aiuterà i ricercatori a determinare come Venere, una volta così simile alla Terra, sia diventato il mondo di aria cocente e tossica che è oggi.
Ad esempio, la ionosfera di Venere è soggetta a perdite, il che significa la fuga di gas energizzati nello spazio. La raccolta di dati su questo e altri cambiamenti nella ionosfera è la chiave per comprendere come l’atmosfera di Venere si sia evoluta nel tempo.
Questo studio è durato circa 30 anni. Ci è voluta una missione su Venere e, decenni dopo, una missione all’avanguardia sul Sole. “L’obiettivo del volo su Venere è rallentare il veicolo spaziale in modo che Parker Solar Probe possa immergersi più vicino al Sole“, ha affermato Nour E. Raouafi, scienziato del progetto Parker Solar Probe presso l’Applied Physics Laboratory. “Ma non perderemmo l’opportunità di raccogliere dati scientifici e fornire intuizioni uniche su un pianeta misterioso come Venere“.
Collinson ha paragonato la ricerca all’autostop. I ricercatori erano ansiosi di cavalcare il sorvolo della Parker Solar Probe per nuovi dati e visioni del pianeta gemello della Terra. “Per vedere Venere com’è ora, attraverso questi piccoli scorci“, ha detto.
Riferimento: “Depleted Plasma Densities in the Ionosphere of Venus Near Solar Minimum From Parker Solar Probe Observations of Upper Hybrid Resonance Emission” di Glyn A. Collinson, Robin Ramstad, Alex Glocer, Lynn Wilson III e Alexandra Brosius, 3 maggio 2021, Geophysical Research Lettere .
DOI: 10.1029 / 2020GL092243
