Миссия BepiColombo, совместная работа JAXA и ЕКА, была лишь второй (и самой продвинутой) миссией, посетившей Меркурий, наименее изученную планету Солнечной системы. С помощью двух зондов и современного набора научных инструментов миссия решила несколько нерешенных вопросов о Меркурии, включая происхождение его магнитного поля, впадины с ярким материалом вокруг них («впадины») и водяной лед вокруг его полюсов. Как оказалось, BepiColombo раскрыл кое-что интересное о Венере во время своего короткого пролета.
В частности, два зонда изучали ранее неизведанную область магнитного окружения Венеры, когда они совершили свой второй проход 10 августа 2021 года. В недавнем исследовании международная группа ученых проанализировала данные и обнаружила следы углерода и кислорода, извлеченных из верхние слои атмосферы Венеры и разогнались до скоростей, на которых они могут избежать гравитационного притяжения планеты. Эти данные могут дать новые подсказки о потере атмосферы и о том, как взаимодействие между солнечным ветром и планетарной атмосферой влияет на планетарную эволюцию.
Исследование возглавила Лина Хадид, научный сотрудник CNRS Лаборатории физики плазмы (LPP) и Парижской обсерватории. К ней присоединились исследователи из Института космоса и астронавтики (ISAS) в JAXA, Института Макса Планка по исследованию Солнечной системы (MPS), Научно-исследовательского института астрофизики и планетологии CNRS (IRAP), Лаборатории атмосферы, Милье, Наблюдений. Spatiales (LATMOS), Институт геофизики и внеземной физики (IGEP), Институт космических исследований (SRI) и несколько университетов.
Хотя Венера не имеет собственного магнитного поля, как Земля, она имеет слабое магнитное поле, возникающее в результате взаимодействия солнечного ветра и электрически заряженных частиц в верхних слоях атмосферы Венеры. Эту «индуцированную магнитосферу» окружает «магнитооболочка» — область, в которой солнечный ветер замедляется и нагревается. В августе 2021 года два космических корабля BepliColombo – ЕКА Планетарный орбитальный аппарат Меркурия (MPO) и JAXA Магнитосферный орбитальный аппарат Меркурия (ММО, она же. Мио) – прошли мимо Венеры на последнем этапе своего пути к Меркурию, используя гравитацию планеты для корректировки своего курса и верхние слои атмосферы для снижения скорости.
Два космических корабля провели 90 минут, проходя через хвост магнитооболочки и ближайшие к Солнцу магнитные области. Диспетчеры миссии использовали эту возможность для сбора данных о количестве и массе заряженных частиц, с которыми они столкнулись, с помощью МиоАнализатор масс-спектра (MSA) и анализатор ионов ртути (MIA), которые являются частью эксперимента с частицами плазмы ртути (MPPE) зонда. Команда также использовала инструменты моделирования космической погоды Europlanet Sun Planet Interactions Digital Environment on Request (SPIDER), чтобы отслеживать, как атмосферные частицы распространяются через магнитооболочку.
Как объяснила Хадид в пресс-релизе Общества Европы, анализ этих данных дает представление о химических и физических процессах, вызывающих выход атмосферы из этой области магнитооболочки:
«Это первый случай, когда положительно заряженные ионы углерода наблюдаются, выходящие из атмосферы Венеры. Это тяжелые ионы, которые обычно медленно движутся, поэтому мы все еще пытаемся понять механизмы, которые здесь действуют. Возможно, электростатический «ветер» уносит их от планеты, или же они могут быть ускорены посредством центробежных процессов».
В частности, эти результаты могут помочь ученым понять, что случилось с поверхностными водами Венеры. Как и на Земле, большая часть поверхности Венеры когда-то была покрыта океанами, которые исчезли около 700 миллионов лет назад. Наиболее распространенная теория состоит в том, что это совпало с масштабным событием всплытия на поверхность, которое наполнило атмосферу углекислым газом, что привело к безудержному парниковому эффекту, который испарил океаны. Со временем солнечный ветер унес воду, оставив после себя плотную атмосферу, которая в 90 раз плотнее земной и состоит из углекислого газа с меньшим количеством азота и газовых примесей.
Два космических корабля, ранее посетившие Венеру – НАСА Орбитальный аппарат «Пионер Венеры» и ЕКА Венера Экспресс -проведены детальные исследования потерь в атмосфере. Однако их орбитальные траектории оставили некоторые области неисследованными, оставив без ответа многие вопросы о динамике атмосферы планеты. Саид Моа Перссон, исследователь из Шведского института космической физики и соавтор исследования:
«Недавние результаты показывают, что утечка атмосферы с Венеры не может полностью объяснить потерю ее исторического содержания воды. Это исследование является важным шагом на пути к раскрытию правды об исторической эволюции атмосферы Венеры, а предстоящие миссии помогут заполнить многие пробелы».
В течение следующего десятилетия к Венере будет отправлено еще несколько космических кораблей, в том числе корабль ЕКА. Представьте себе миссия НАСА Излучательная способность Венеры, радионаука, InSAR, топография и спектроскопия (ВЕРИТАС) орбитальный аппарат и Глубокая атмосфера Венеры Исследование благородных газов, химия и визуализация (ДАВИНЧИ) и индийское расследование Шукраян орбитальный аппарат. В совокупности эти космические аппараты будут характеризовать венерианскую среду, магнитосферу, атмосферу, поверхность и внутреннюю часть Венеры. Это исследование может привести к созданию улучшенных моделей, предсказывающих, как когда-то обитаемые планеты могут стать враждебными к жизни в том виде, в каком мы ее знаем.
Дополнительная литература: Общество «Европейская планета», Природа Астрономия
