BepiColombo detecta escape de oxigênio e carbono em região inexplorada da magnetosfera de Vênus
Vista esquemática do material planetário escapando pelo flanco da bainha magnética de Vênus. A linha vermelha e a seta mostram a região e a direção das observações do BepiColombo quando os íons escapando (C
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) foram observados. Crédito:Thibaut Roger/Europlanet 2024 RI/Hadid et al. Uma visita fugaz da missão BepiColombo da ESA/JAXA a Vénus revelou informações surpreendentes sobre como os gases são removidos das camadas superiores da atmosfera do planeta.
As detecções numa região anteriormente inexplorada do ambiente magnético de Vénus mostram que o carbono e o oxigénio estão a ser acelerados a velocidades onde podem escapar à atracção gravitacional do planeta. Os resultados foram publicados na Nature Astronomy .
Lina Hadid, pesquisadora do CNRS no Laboratório de Física de Plasmas (LPP) e principal autora do estudo, disse:"Esta é a primeira vez que íons de carbono carregados positivamente foram observados escapando da atmosfera de Vênus. Esses são íons pesados que geralmente se movem lentamente, por isso ainda estamos a tentar compreender os mecanismos que estão em jogo. Pode ser que um 'vento' eletrostático os esteja a afastar do planeta, ou podem ser acelerados através de processos centrífugos."
Ao contrário da Terra, Vénus não gera um campo magnético intrínseco no seu núcleo. No entanto, uma fraca 'magnetosfera induzida' em forma de cometa é criada em torno do planeta pela interação de partículas carregadas emitidas pelo Sol (o vento solar) com partículas eletricamente carregadas na atmosfera superior de Vênus. Envolta em torno da magnetosfera está uma região chamada “magnetosbainha”, onde o vento solar é desacelerado e aquecido.
Em 10 de agosto de 2021, BepiColombo passou por Vênus para desacelerar e ajustar o curso em direção ao seu destino final, Mercúrio. A espaçonave subiu pela longa cauda da bainha magnética de Vênus e emergiu pelo nariz das regiões magnéticas mais próximas do Sol. Ao longo de um período de observações de 90 minutos, os instrumentos do BepiColombo mediram o número e a massa das partículas carregadas que encontraram, capturando informações sobre os processos químicos e físicos que impulsionam o escape atmosférico no flanco da bainha magnética.
No início da sua história, Vênus tinha muitas semelhanças com a Terra, incluindo quantidades significativas de água líquida. As interações com o vento solar eliminaram a água, deixando uma atmosfera composta principalmente de dióxido de carbono e menores quantidades de nitrogênio e outras espécies vestigiais.
Missões anteriores, incluindo a Pioneer Venus Orbiter da NASA e a Venus Express da ESA, fizeram estudos detalhados do tipo e quantidade de moléculas e partículas carregadas que se perdem no espaço. No entanto, os caminhos orbitais das missões deixaram algumas áreas ao redor de Vênus inexploradas e muitas questões ainda sem resposta.
Trajetória de BepiColombo através do sistema venusiano em 10 de agosto de 2021 em coordenadas VSO. Crédito:Astronomia da Natureza (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02247-2
Os dados para o estudo foram obtidos pelo Analisador de Espectro de Massa (MSA) da BepiColombo e pelo Analisador de Íons de Mercúrio (MIA) durante o segundo sobrevôo da espaçonave por Vênus. Os dois sensores fazem parte do pacote de instrumentos Mercury Plasma Particle Experiment (MPPE), que é transportado pelo Mio, o Mercury Magnetospheric Orbiter liderado pela JAXA.
"Caracterizar a perda de iões pesados e compreender os mecanismos de escape em Vénus é crucial para compreender como a atmosfera do planeta evoluiu e como perdeu toda a sua água," disse Dominique Delcourt, investigador do LPP e investigador principal do instrumento MSA.
As ferramentas de modelagem climática espacial SPIDER da Europlanet permitiram aos pesquisadores rastrear como as partículas se propagavam através da bainha magnética venusiana.
"Este resultado mostra os resultados únicos que podem resultar de medições feitas durante sobrevoos planetários, onde a nave espacial pode mover-se através de regiões geralmente inacessíveis por naves espaciais em órbita," disse Nicolas André, do Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) e líder do serviço SPIDER.
Uma frota de naves espaciais irá investigar Vénus durante a próxima década, incluindo a missão Envision da ESA, a sonda VERITAS da NASA e a sonda DAVINCI, e a sonda Shukrayaan da Índia. Coletivamente, essas espaçonaves fornecerão uma imagem abrangente do ambiente venusiano, desde a bainha magnética, passando pela atmosfera até a superfície e o interior.
"Resultados recentes sugerem que a fuga atmosférica de Vénus não pode explicar completamente a perda do seu conteúdo histórico de água. Este estudo é um passo importante para descobrir a verdade sobre a evolução histórica da atmosfera venusiana, e as próximas missões ajudarão a preencher muitas lacunas, " acrescentou a coautora, Moa Persson, do Instituto Sueco de Física Espacial.
