Vue schématique de la matière planétaire s'échappant du flanc de la gaine magnétique de Vénus. La ligne rouge et la flèche montrent la région et la direction des observations de BepiColombo lorsque les ions qui s'échappent (C+, O+, H+) ont été observés. Crédit : Thibaut Roger/Europlanet 2024 RI/Hadid et al.
De nouvelles découvertes de BepiColombo montrent une fuite d'ions lourds de Vénusfaisant allusion à une dynamique atmosphérique complexe.
Une visite éphémère du Agence spatiale européenne (ESA)/Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) La mission BepiColombo vers Vénus a révélé des informations surprenantes sur la façon dont les gaz sont extraits des couches supérieures de l'atmosphère de la planète.
Des détections dans une région jusqu'alors inexplorée de l'environnement magnétique de Vénus montrent que le carbone et l'oxygène sont accélérés à des vitesses telles qu'ils peuvent échapper à l'attraction gravitationnelle de la planète. Les résultats ont été publiés le 12 avril dans la revue Astronomie naturelle.
Découverte d'Ion Escape
Lina Hadid, chercheuse CNRS au Laboratoire de physique des plasmas (LPP) et auteur principal de l'étude, a déclaré : « C'est la première fois que des ions carbone chargés positivement sont observés s'échappant de l'atmosphère de Vénus. Ce sont des ions lourds qui se déplacent généralement lentement, nous essayons donc toujours de comprendre les mécanismes en jeu. Il se peut qu’un « vent » électrostatique les éloigne de la planète, ou qu’ils soient accélérés par des processus centrifuges.
Contrairement à la Terre, Vénus ne génère pas de champ magnétique intrinsèque en son noyau. Néanmoins, une faible « magnétosphère induite » en forme de comète est créée autour de la planète par l'interaction de particules chargées émises par le Soleil (le vent solaire) avec des particules chargées électriquement dans la haute atmosphère de Vénus. Autour de la magnétosphère se trouve une région appelée « gaine magnétique » où le vent solaire est ralenti et chauffé.
Survol et collecte de données de BepiColombo
Le 10 août 2021, BepiColombo est passé par Vénus pour ralentir et ajuster sa trajectoire vers sa destination finale, Mercure. Le vaisseau spatial a remonté la longue queue de la gaine magnétique de Vénus et a émergé par le nez des régions magnétiques les plus proches du Soleil. Au cours d'une période d'observation de 90 minutes, les instruments de BepiColombo ont mesuré le nombre et la masse des particules chargées rencontrées, capturant des informations sur les processus chimiques et physiques à l'origine de la fuite atmosphérique dans le flanc de la gaine magnétique.
Au début de son histoire, Vénus présentait de nombreuses similitudes avec la Terre, notamment des quantités importantes d’eau liquide. Les interactions avec le vent solaire ont éliminé l'eau, laissant une atmosphère composée principalement de dioxyde de carbone et de plus petites quantités d'azote et d'autres traces. espèces. Missions précédentes, dont NASALe Pioneer Venus Orbiter de l'ESA et le Venus Express de l'ESA ont réalisé des études détaillées sur le type et la quantité de molécules et de particules chargées perdues dans l'espace. Cependant, les trajectoires orbitales des missions ont laissé certaines zones autour de Vénus inexplorées et de nombreuses questions restent sans réponse.
Importance des découvertes récentes
Les données de l'étude ont été obtenues par l'analyseur de spectre de masse (MSA) de BepiColombo et l'analyseur d'ions mercure (MIA) lors du deuxième survol de Vénus du vaisseau spatial. Les deux capteurs font partie du package d’instruments Mercury Plasma Particle Experiment (MPPE), transporté par Mio, le Mercury Magnetospheric Orbiter dirigé par la JAXA.
« Caractériser la perte d'ions lourds et comprendre les mécanismes de fuite sur Vénus est crucial pour comprendre comment l'atmosphère de la planète a évolué et comment elle a perdu toute son eau », a déclaré Dominique Delcourt, chercheur au LPP et chercheur principal de l'instrument MSA.
Les outils de modélisation de la météo spatiale SPIDER d'Europlanet ont permis aux chercheurs de suivre la façon dont les particules se sont propagées à travers la gaine magnétique vénusienne.
« Ce résultat montre les résultats uniques qui peuvent résulter de mesures effectuées lors de survols planétaires, où l'engin spatial peut se déplacer à travers des régions généralement inaccessibles aux engins spatiaux en orbite », a déclaré Nicolas André, de l'Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP) et responsable du service SPIDER.
Missions et attentes futures
Une flotte de vaisseaux spatiaux étudiera Vénus au cours de la prochaine décennie, notamment la mission Envision de l'ESA, l'orbiteur VERITAS et la sonde DAVINCI de la NASA, ainsi que l'orbiteur indien Shukrayaan. Collectivement, ces vaisseaux spatiaux fourniront une image complète de l’environnement vénusien, depuis la gaine magnétique jusqu’à la surface et l’intérieur en passant par l’atmosphère.
« Des résultats récents suggèrent que la fuite atmosphérique de Vénus ne peut pas expliquer entièrement la perte de sa teneur historique en eau. Cette étude est une étape importante pour découvrir la vérité sur l’évolution historique de l’atmosphère vénusienne, et les missions à venir contribueront à combler de nombreuses lacunes », a ajouté Moa Persson, co-auteur de l’Institut suédois de physique spatiale.
