BepiColombo обнаружил выброс кислорода и углерода в магнитосфере Венеры

Мимолетный визит Европейского космического агентства и миссии BepiColombo JAXA на Венеру позволил получить удивительное представление о том, как газы удаляются из верхних слоев атмосферы планеты.

Открытия в ранее неисследованной области магнитной среды Венеры показывают, что углерод и кислород ускоряются до скоростей, которые позволяют им избежать гравитации планеты. Результаты были опубликованы сегодня в журнале Nature Astronomy.

«Это первый случай, когда положительно заряженные ионы углерода наблюдаются, выходящие из атмосферы Венеры», — сказала Лина Хадид, научный сотрудник Национального центра научных исследований Лаборатории физики плазмы (LPP) и ведущий автор исследования. «Они тяжелые ионы и обычно медленно движутся». «Поэтому мы все еще пытаемся понять механизмы, которые играют в этом роль. Это могут быть электростатические «ветры», которые поднимают его от планеты, или он может ускоряться посредством центробежных процессов».

В отличие от Земли, Венера не генерирует собственное магнитное поле в своем ядре. Однако 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 магнитной зоны находится область, называемая «магнитосферой», где солнечный ветер замедляется и нагревается.

10 августа 2021 года BepiColombo прошел близко к Венере, чтобы замедлиться и скорректировать свой курс к конечному пункту назначения — Меркурию. Космический корабль пролетел над длинным хвостом магнитосферы Венеры и вышел из передней части магнитных областей, ближайших к Солнцу. В течение 90 минут наблюдений инструменты BepiColombo измеряли количество и массу заряженных частиц, с которыми они столкнулись, собирая информацию о химических и физических процессах, которые приводят к выходу из атмосферы на краю магнитосферы.

В начале своей истории Венера имела много общего с Землей, включая большое 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» Европейского космического агентства, провели подробные исследования типа и количества заряженных частиц и частиц, которые теряются в космосе. Однако орбитальные траектории миссий оставили некоторые регионы вокруг Венеры неисследованными, и многие вопросы остаются без ответа.

Данные исследования были получены с помощью масс-спектрометрического анализатора (MSA) и анализатора ионов ртути (MIA) от BepiColombo во время второго пролета космического корабля к Венере. Эти два датчика являются частью набора инструментов для эксперимента с частицами плазмы ртути (MPPE), который установлен на ртутном магнитосферном орбитальном аппарате Mio, возглавляемом Японским агентством аэрокосмических исследований.

«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 распространяются через магнитосферу Венеры.

Николя Андре из Института исследований астрофизики и планетарной физики (IRAP) и руководитель исследовательской группы сказал: «Этот результат показывает уникальные результаты, которые могут быть получены в результате измерений, сделанных во время пролета планеты, когда космический корабль может перемещаться через регионы. которые обычно недоступны». С помощью космического корабля, вращающегося вокруг него. Из сервиса Паук.

В течение следующего десятилетия Венеру будет исследовать целый флот космических кораблей, в том числе миссия Европейского космического агентства Envision, орбитальный аппарат НАСА VERITAS и зонд DAVINCI, а также индийский зонд Shukrayaan. Вместе эти космические аппараты предоставят полную картину окружающей среды Венеры, от магнитосферы, атмосферы до поверхности и недра.

«Последние результаты показывают, что утечка атмосферы с Венеры не может полностью объяснить потерю ее исторического содержания воды. Это исследование является важным шагом в раскрытии истины об исторической эволюции атмосферы Венеры, и предстоящие миссии помогут заполнить многие пробелы». — добавил соавтор Моа Перссон из Шведского института космической физики.