Una visita della missione BepiColombo dell’ESA/JAXA su Venere ha rivelato informazioni sorprendenti su come i gas vengono strappati via dagli strati superiori dell’atmosfera del pianeta. Rilevazioni in una regione precedentemente inesplorata dell’ambiente magnetico del pianeta hanno mostrato che il carbonio e l’ossigeno vengono accelerati a velocità tali da poter sfuggire all’attrazione gravitazionale del pianeta.
I risultati dello studio sono stati pubblicati su Nature Astronomy.
Fuga di ossigeno e carbonio nella regione inesplorata della magnetosfera di Venere
Lina Hadid, ricercatrice del CNRS presso il Plasma Physics Laboratory (LPP) e autrice principale dello studio, ha dichiarato: “Questa è la prima volta che si osservano ioni di carbonio con carica positiva fuggire dall’atmosfera di Venere. Si tratta di ioni pesanti che di solito si muovono lentamente, quindi stiamo ancora cercando di capire questa dinamica. Potrebbe darsi che un “vento” elettrostatico li stia allontanando dal pianeta, oppure potrebbero essere accelerati attraverso processi centrifughi”.
A differenza della Terra, Venere non genera un campo magnetico intrinseco nel suo nucleo. Attorno al pianeta tuttavia viene creata una debole “magnetosfera indotta” a forma di cometa dall’interazione delle particelle cariche emesse dal Sole (il vento solare ) con le particelle elettricamente cariche nell’atmosfera superiore di Venere. Avvolta attorno alla magnetosfera c’è una regione chiamata “guaina magnetica” dove il vento solare viene rallentato e riscaldato.
Il 10 agosto 2021, BepiColombo è passato accanto a Venere per rallentare e aggiustare la rotta verso la sua destinazione finale, Mercurio. La navicella spaziale ha sorvolato la lunga coda della magnetoguaina del pianeta ed è emersa attraverso il naso delle regioni magnetiche più vicine al Sole.
Nel corso di un periodo di osservazioni di 90 minuti, gli strumenti di BepiColombo hanno misurato il numero e la massa delle particelle cariche incontrate, acquisendo informazioni sui processi chimici e fisici che guidano la fuga atmosferica nel fianco della magnetoguaina.
Le somiglianze con la Terra
All’inizio della sua storia, Venere aveva molte somiglianze con la Terra, comprese quantità significative di acqua liquida. Le interazioni con il vento solare hanno portato via l’acqua, lasciando un’atmosfera composta principalmente da anidride carbonica e piccole quantità di azoto e altre specie in tracce.
Missioni precedenti, tra cui Pioneer Venus Orbiter della NASA e Venus Express dell’ESA, hanno effettuato studi dettagliati sul tipo e sulla quantità di molecole e particelle cariche che si perdono nello Spazio. Tuttavia, i percorsi orbitali delle missioni hanno lasciato alcune aree attorno a Venere inesplorate e molte domande ancora senza risposta.
I dati per lo studio sono stati ottenuti dall’analizzatore di spettro di massa (MSA) di BepiColombo e dall’analizzatore di ioni di mercurio (MIA) durante il secondo sorvolo di Venere della sonda. I due sensori fanno parte del pacchetto di strumenti Mercury Plasma Particle Experiment (MPPE), trasportato da Mio, il Mercury Magnetospheric Orbiter guidato da JAXA.
“Caratterizzare la perdita di ioni pesanti e comprendere i meccanismi di fuga su Venere è fondamentale per capire come si è evoluta l’atmosfera del pianeta e come ha perso tutta la sua acqua“, ha affermato Dominique Delcourt, ricercatore presso LPP e ricercatore principale dello strumento MSA.
Gli strumenti di modellazione meteorologica spaziale SPIDER di Europlanet hanno consentito ai ricercatori di monitorare il modo in cui le particelle si propagavano attraverso la magnetoguaina venusiana.
Conclusioni
“Questo risultato mostra informazioni uniche che possono emergere dalle misurazioni effettuate durante i sorvoli planetari, in cui la navicella spaziale può muoversi attraverso regioni generalmente irraggiungibili dalle navicelle spaziali in orbita“, ha affermato Nicolas André, dell’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) e responsabile del servizio SPIDER.
Una flotta di veicoli spaziali esplorerà Venere nel prossimo decennio, tra cui la missione Envision dell’ESA, l’orbiter VERITAS della NASA e la sonda DAVINCI, e l’orbiter Shukrayaan dell’India. Collettivamente, questi veicoli spaziali forniranno un quadro completo dell’ambiente venusiano, dalla magnetoguaina, attraverso l’atmosfera, fino alla superficie e all’interno.
“Risultati recenti hanno indicato che la fuga atmosferica da Venere non può spiegare completamente la perdita del suo contenuto storico di acqua. Questo studio è un passo importante per scoprire la verità sull’evoluzione storica dell’atmosfera venusiana e le prossime missioni aiuteranno a colmare molte lacune”, ha concluso il coautore Moa Persson dell’Istituto svedese di fisica spaziale.
