Escape de oxígeno y carbono desde una región inexplorada de Venus
Una fugaz visita de la misión BepiColombo de la ESA/JAXA a Venus ha revelado sorprendentes conocimientos sobre cómo se eliminan los gases de las capas superiores de la atmósfera del planeta.
Las detecciones en una región previamente inexplorada del entorno magnético de Venus muestran que el carbono y el oxígeno están siendo acelerados a velocidades que les permiten escapar de la atracción gravitacional del planeta. Los resultados han sido publicados en Nature Astronomy.
Lina Hadid, investigadora del CNRS en el Laboratorio de Física del Plasma (LPP) y autora principal del estudio, dijo: "Esta es la primera vez que se observa que iones de carbono cargados positivamente escapan de la atmósfera de Venus. Estos son iones pesados que generalmente se mueven lentamente. "Por lo tanto, todavía estamos tratando de comprender los mecanismos que están en juego. Puede ser que un 'viento' electrostático los esté alejando del planeta, o podrían acelerarse mediante procesos centrífugos".
A diferencia de la Tierra, Venus no genera un campo magnético intrínseco en su núcleo. Sin embargo, alrededor del planeta se crea una débil 'magnetosfera inducida' con forma de cometa mediante la interacción de partículas cargadas emitidas por el sol (el viento solar) con partículas cargadas eléctricamente en la atmósfera superior de Venus. Alrededor de la magnetosfera hay una región llamada "envoltura magnética", donde el viento solar se desacelera y se calienta.
El 10 de agosto de 2021, BepiColombo pasó por Venus para reducir la velocidad y ajustar el rumbo hacia su destino final, Mercurio. La nave espacial descendió en picado por la larga cola de la vaina magnética de Venus y emergió por la nariz de las regiones magnéticas más cercanas al sol. Durante un período de observaciones de 90 minutos, los instrumentos de BepiColombo midieron el número y la masa de partículas cargadas que encontraron, capturando información sobre los procesos químicos y físicos que impulsan el escape atmosférico en el flanco de la funda magnética.
Al principio de su historia, Venus tenía muchas similitudes con la Tierra, incluidas cantidades significativas de agua líquida. Las interacciones con el viento solar han eliminado el agua, dejando una atmósfera compuesta principalmente de dióxido de carbono y cantidades más pequeñas de nitrógeno y otras especies traza.
Misiones anteriores, incluidas la Pioneer Venus Orbiter de la NASA y la Venus Express de la ESA, han realizado estudios detallados del tipo y cantidad de moléculas y partículas cargadas que se pierden en el espacio. Sin embargo, las trayectorias orbitales de las misiones dejaron algunas áreas alrededor de Venus sin explorar y muchas preguntas aún sin respuesta.
Los datos para el estudio fueron obtenidos por el Analizador de Espectro de Masas (MSA) y el Analizador de Iones de Mercurio (MIA) de BepiColombo durante el segundo sobrevuelo de la nave espacial a Venus. Los dos sensores son parte del paquete de instrumentos del Experimento de Partículas de Plasma de Mercurio (MPPE), que lleva Mio, el Orbitador Magnetosférico de Mercurio liderado por JAXA.
"Caracterizar la pérdida de iones pesados y comprender los mecanismos de escape en Venus es crucial para comprender cómo ha evolucionado la atmósfera del planeta y cómo ha perdido toda su agua", afirmó en un comunicado Dominique Delcourt, investigador del LPP e investigador principal del instrumento MSA.
Las herramientas de modelado del clima espacial SPIDER de Europlanet permitieron a los investigadores rastrear cómo se propagaban las partículas a través de la envoltura magnética de Venus.
"Este resultado muestra los resultados únicos que pueden surgir de las mediciones realizadas durante los sobrevuelos planetarios, donde la nave espacial puede moverse a través de regiones generalmente inalcanzables por las naves espaciales en órbita", dijo Nicolas André, del Institut de Recherche en Astrophysique et Planétagie (IRAP) y líder del servicio SPIDER.
Una flota de naves espaciales investigará Venus durante la próxima década, incluida la misión Envision de la ESA, el orbitador VERITAS y la sonda DAVINCI de la NASA y el orbitador Shukrayaan de la India. En conjunto, estas naves espaciales proporcionarán una imagen completa del entorno de Venus, desde la envoltura magnética, pasando por la atmósfera hasta la superficie y el interior.
"Los resultados recientes sugieren que el escape atmosférico de Venus no puede explicar completamente la pérdida de su contenido histórico de agua. Este estudio es un paso importante para descubrir la verdad sobre la evolución histórica de la atmósfera venusiana, y las próximas misiones ayudarán a llenar muchos vacíos", añadió el coautor Moa Persson del Instituto Sueco de Física Espacial.