La sonda solare Parker della NASA scopre l’emissione radio naturale nell’atmosfera di Venere

Nate da processi simili, la Terra e Venere sono gemelle: entrambe rocciose e di dimensioni e struttura simili. Ma le loro strade divergevano dalla nascita. Venere è priva di campo magnetico e la sua superficie brucia a temperature abbastanza calde da sciogliere il piombo. Al massimo, le navicelle spaziali sono sopravvissute lì solo un paio d’ore. Studiare Venere, per quanto inospitale, aiuta gli scienziati a capire come si sono evoluti questi gemelli e cosa rende i pianeti simili alla Terra abitabili o meno.

L’11 luglio 2020, Parker Solar Probe ha oscillato vicino a Venere nel suo terzo sorvolo. Ogni sorvolo è progettato per sfruttare la gravità del pianeta per far volare la navicella sempre più vicino al Sole. La missione – gestita dal Johns Hopkins Applied Physics Laboratory di Laurel, nel Maryland – ha fatto il suo passaggio ravvicinato di Venere ancora più vicino, passando a soli 833 km dalla superficie.

Uno degli strumenti di Parker Solar Probe è FIELDS, chiamato per i campi elettrici e magnetici che misura nell’atmosfera solare. Per soli sette minuti, quando Parker Solar Probe era il più vicino a Venere, FIELDS ha rilevato un segnale radio naturale a bassa frequenza. Il sottile cipiglio nei dati attirò l’attenzione di Collinson. La forma e la forza del segnale sembravano familiari, ma non riuscì a posizionarlo. “Poi il giorno dopo, mi sono svegliato”, ha detto. “E ho pensato, ‘Oh mio Dio, so di cosa si tratta!'”

Collinson ha riconosciuto il segnale dal suo precedente lavoro con l’orbiter Galileo della NASA, che ha esplorato Giove e le sue lune prima che la missione terminasse nel 2003. Un cipiglio simile appariva ogni volta che la sonda passava attraverso le ionosfere delle lune di Giove.

Come la Terra, Venere sfoggia uno strato di gas caricato elettricamente al bordo superiore della sua atmosfera, chiamato ionosfera. Questo mare di gas carichi, o plasma, emette naturalmente onde radio che possono essere rilevate da strumenti come FIELDS. Quando Collinson e il suo team hanno identificato quel segnale, si sono resi conto che Parker Solar Probe aveva sfiorato l’alta atmosfera di Venere – una piacevole sorpresa, anche se si sarebbero potuti aspettare sulla base dei dati precedenti, ha detto.

I ricercatori hanno utilizzato questa emissione radio per calcolare la densità della ionosfera attraversata da Parker Solar Probe. I ricercatori hanno ottenuto l’ultima misurazione diretta della ionosfera di Venere dal Pioneer Venus Orbiter nel 1992. Quindi, il Sole era vicino al massimo solare, il picco tempestoso del ciclo solare.

Negli anni che seguirono, i dati dei telescopi terrestri suggerirono che si stavano verificando grandi cambiamenti mentre il Sole si stabiliva nella sua fase di calma, il minimo solare. Mentre la maggior parte dell’atmosfera è rimasta la stessa, la ionosfera – che si trova nella parte superiore, dove i gas possono fuoriuscire nello spazio – era molto più sottile durante il minimo solare.

Le osservazioni dal recente sorvolo di Parker Solar Probe, avvenuto sei mesi dopo l’ultimo minimo solare, verificano il puzzle nella ionosfera di Venere. In effetti, la ionosfera di Venere è molto più sottile rispetto alle precedenti misurazioni effettuate durante il massimo solare.

“Quando più missioni confermano lo stesso risultato, una dopo l’altra, ciò ti dà molta fiducia che l’assottigliamento sia reale”, ha detto Robin Ramstad, coautore dello studio e ricercatore post-dottorato presso il Laboratorio di Atmosfera e Spazio Fisica presso l’Università del Colorado, Boulder.

Capire perché la ionosfera di Venere si assottiglia vicino al minimo solare è una parte del svelamento del modo in cui Venere risponde al Sole – che aiuterà i ricercatori a determinare come Venere, una volta così simile alla Terra, sia diventato il mondo di aria cocente e tossica che è oggi. Ad esempio, la ionosfera di Venere è soggetta a perdite, il che significa la fuga di gas energizzati nello spazio. La raccolta di dati su questo e altri cambiamenti nella ionosfera è la chiave per capire come l’atmosfera di Venere si è evoluta nel tempo.

Questo studio è durato circa 30 anni. Ci è voluta una missione su Venere e, decenni dopo, una missione all’avanguardia sul Sole. “L’obiettivo del volo su Venere è rallentare il veicolo spaziale in modo che Parker Solar Probe possa immergersi più vicino al Sole”, ha affermato Nour E. Raouafi, scienziato del progetto Parker Solar Probe presso l’Applied Physics Laboratory. “Ma non perderemmo l’opportunità di raccogliere dati scientifici e fornire intuizioni uniche su un pianeta misterioso come Venere”.

Collinson ha paragonato la ricerca all’autostop. Gli scienziati di Venus erano ansiosi di allontanarsi dal sorvolo di Parker Solar Probe per nuovi dati e visioni del pianeta gemello della Terra. “Per vedere Venere ora, è tutta una questione di questi piccoli scorci”, ha detto.

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Di Lina Tran
Goddard Space Flight Center della NASA, Greenbelt, Md.