Схематическое изображение планетарного материала, выходящего через фланг магнитооболочки Венеры. Красной линией и стрелкой показаны область и направление наблюдений BepiColombo, когда наблюдались убегающие ионы (C+, O+, H+). Фото: Тибо Роджер/Europlanet 2024 RI/Хадид и др.
Мимолетный визит миссии ESA/JAXA BepiColombo на Венеру позволил получить удивительное представление о том, как газы удаляются из верхних слоев атмосферы планеты.
Обнаружения в ранее неисследованной области магнитного окружения Венеры показывают, что углерод и кислород ускоряются до скоростей, позволяющих им избежать гравитационного притяжения планеты. Результаты были опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Лина Хадид, научный сотрудник CNRS в Лаборатории физики плазмы (LPP) и ведущий автор исследования, сказала: «Это первый раз, 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 отличие от Земли, Венера не генерирует собственное магнитное поле в своем ядре. Тем не менее, вокруг планеты создается слабая «индуцированная магнитосфера» в форме кометы в результате взаимодействия заряженных частиц, испускаемых Солнцем (солнечный ветер), с электрически заряженными частицами в верхних слоях атмосферы Венеры. Вокруг магнитосферы находится область, называемая «магнитооболочкой», где солнечный ветер замедляется и нагревается.
10 августа 2021 года BepiColombo прошел мимо Венеры, чтобы замедлиться и скорректировать курс к конечному пункту назначения — Меркурию. Космический корабль пролетел над длинным хвостом магнитооболочки Венеры и вышел через носовую часть магнитных областей, ближайших к Солнцу. За 90-минутный период наблюдений инструменты BepiColombo измеряли количество и массу заряженных частиц, с которыми он столкнулся, собирая информацию о химических и физических процессах, вызывающих утечку атмосферы на флангах магнитослоя.
В начале своей истории Венера имела много общего с Землей, включая значительное количество жидкой воды. Взаимодействие с солнечным ветром унесло воду, оставив атмосферу, состоящую в основном из углекислого газа и небольших количеств азота и других микроэлементов.
Предыдущие миссии, в том числе орбитальный аппарат НАСА «Пионер Венеры» и «Венера-экспресс» ЕКА, провели подробные исследования типа и количества молекул и заряженных частиц, которые теряются в космосе. Однако орбитальные траектории миссий оставили некоторые области вокруг Венеры неисследованными, и многие вопросы остались без ответа.
Траектория BepiColombo через систему Венеры 10 августа 2021 года в координатах VSO. Фото: Природная астрономия (2024 г.). DOI: 10.1038/s41550-024-02247-2
Данные для исследования были получены с помощью анализатора масс-спектра BepiColombo (MSA) и анализатора ионов ртути (MIA) во время второго пролета космического корабля к Венере. Эти два датчика являются частью пакета инструментов «Эксперимент с частицами плазмы ртути» (MPPE), который находится на борту Mio, магнитосферного орбитального аппарата «Меркурий» под руководством JAXA.
«Описание потери тяжелых ионов и понимание механизмов выхода на Венере имеют решающее значение для понимания того, как развивалась атмосфера планеты и как она потеряла всю свою воду», — сказал Доминик Делькур, исследователь из LPP и главный исследователь инструмента MSA.
Инструменты моделирования космической погоды SPIDER компании Europlanet позволили исследователям отслеживать, как частицы распространялись через магнитослой Венеры.
«Этот результат показывает уникальные результаты, которые могут быть получены в результате измерений, сделанных во время облетов планет, когда космический корабль может перемещаться через регионы, обычно недоступные для орбитальных космических кораблей», — сказал Николя Андре из Научно-исследовательского института астрофизики и планетологии (IRAP) и руководитель службы ПАУК.
В течение следующего десятилетия Венеру будет исследовать целый флот космических кораблей, в том числе миссия ЕКА Envision, орбитальный аппарат НАСА VERITAS и зонд DAVINCI, а также индийский орбитальный аппарат Шукраян. В совокупности эти космические аппараты дадут полную картину окружающей среды Венеры, от магнитооболочки, через атмосферу до поверхности и недра.
«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 венерианской атмосферы, а предстоящие миссии помогут заполнить многие пробелы». » добавил соавтор Моа Перссон из Шведского института космической физики.
Информация от: Медиа-центром Европланета
