Durante un breve passaggio vicino a Venere, la missione BepiColombo ha rilevato, in una regione precedentemente inesplorata dell’ambiente magnetico del pianeta, che carbonio e ossigeno vengono accelerati a velocità tali da sfuggire alla forza di gravità del pianeta. Questi risultati sono stati pubblicati il 12 aprile sulla rivista Nature Astronomy.
Scoperta della fuga di ioni
Lina Hadid, ricercatrice CNRS presso il Laboratorio di Fisica dei Plasmi (LPP) e autrice principale dello studio, ha dichiarato: “Questa è la prima volta che vengono osservati ioni di carbonio positivamente carichi in fuga dall’atmosfera di Venere. Si tratta di ioni pesanti che di solito si muovono lentamente, quindi stiamo ancora cercando di comprendere i meccanismi coinvolti. Potrebbe essere che un ‘vento’ elettrostatico li stia sollevando dal pianeta, o potrebbero essere accelerati attraverso processi centrifughi.”
A differenza della Terra, Venere non genera un campo magnetico intrinseco nel suo nucleo. Tuttavia, un debole magnetosfera ‘indotta’ a forma di cometa si crea attorno al pianeta per l’interazione delle particelle cariche emesse dal Sole (il vento solare) con le particelle cariche nell’alta atmosfera di Venere. Intorno alla magnetosfera si trova una regione chiamata ‘magnetosheath’ dove il vento solare viene rallentato e riscaldato.
Il sorvolo di BepiColombo e la raccolta dei dati
Il 10 agosto 2021, BepiColombo ha sorvolato Venere per rallentare e correggere la rotta verso la sua destinazione finale, Mercurio. La sonda ha attraversato la lunga coda della magnetosheath di Venere ed è emersa attraverso il naso delle regioni magnetiche più vicine al Sole. Durante un periodo di osservazione di 90 minuti, gli strumenti di BepiColombo hanno misurato il numero e la massa delle particelle cariche incontrate, catturando informazioni sui processi chimici e fisici che guidano la fuga atmosferica nel fianco della magnetosheath.
All’inizio della sua storia, Venere presentava molte somiglianze con la Terra, comprese quantità significative di acqua liquida. Le interazioni con il vento solare hanno spogliato il pianeta dell’acqua, lasciando un’atmosfera composta principalmente da anidride carbonica e piccole quantità di azoto e altre tracce di specie. Missioni precedenti, tra cui il Pioneer Venus Orbiter della NASA e l’ESA’s Venus Express, 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 intorno a Venere inesplorate e molte domande ancora senza risposta.
Importanza delle recenti scoperte
I dati per lo studio sono stati ottenuti dallo Spettrometro di Massa (MSA) e dall’Analizzatore di Ioni di Mercurio (MIA) di BepiColombo 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, l’orbiter magnetosferico di Mercurio guidato dalla JAXA.
“Caratterizzare la perdita di ioni pesanti e comprendere i meccanismi di fuga su Venere è fondamentale per comprendere come l’atmosfera del pianeta si sia evoluta e come abbia perso tutta la sua acqua”, ha affermato Dominique Delcourt, ricercatore presso il LPP e Principal Investigator dello strumento MSA.
Gli strumenti di modellazione del meteo spaziale SPIDER di Europlanet hanno permesso ai ricercatori di tracciare come le particelle si propagassero attraverso la magnetosheath di Venere.
“Questo risultato mostra i risultati unici che possono derivare da misurazioni effettuate durante i sorvoli planetari, dove la sonda può muoversi attraverso regioni generalmente irraggiungibili dalle sonde in orbita”, ha affermato Nicolas André, dell’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) e responsabile del servizio SPIDER.
Le missioni future e le aspettative
Una flotta di sonde spaziali indagherà su Venere nel prossimo decennio, tra cui la missione Envision dell’ESA, l’orbiter VERITAS e la sonda DAVINCI della NASA, e l’orbiter Shukrayaan dell’India. Collettivamente, queste sonde forniranno un quadro completo dell’ambiente venusiano, dalla magnetosheath, attraverso l’atmosfera fino alla superficie e all’interno.
“I risultati recenti suggeriscono che la fuga atmosferica da Venere non può spiegare completamente la perdita del suo contenuto storico di acqua. Questo studio rappresenta un passo importante per scoprire la verità sull’evoluzione storica dell’atmosfera venusiana, e le missioni future aiuteranno a colmare molte lacune”, ha aggiunto il co-autore, Moa Persson dell’Istituto Svedese di Fisica Spaziale.