Los científicos sorprendidos por los impresionantes sonidos de Venus

Durante un breve giro por Venus, la sonda solar Parker de la NASA detectó una señal de radio natural que reveló que la nave espacial había volado a través de la atmósfera superior del planeta. Esta fue la primera medición directa de la atmósfera de Venus en casi 30 años, y se ve bastante diferente del pasado de Venus. Un estudio publicado hoy confirma que la atmósfera superior de Venus sufre cambios desconcertantes durante un ciclo solar , el ciclo de actividad de 11 años del Sol. Esto marca la última pista para desenredar cómo y por qué Venus y la Tierra son tan diferentes.

Nacidos de procesos similares, la Tierra y Venus son gemelos: ambos rocosos y de tamaño y estructura similares. Pero sus caminos divergieron desde el nacimiento. Venus carece de campo magnético y su superficie se quema a temperaturas lo suficientemente altas como para derretir el plomo. A lo sumo, las naves espaciales solo han sobrevivido un par de horas allí. Estudiar Venus, por inhóspito que sea, ayuda a los científicos a comprender cómo han evolucionado estos gemelos y qué hace que los planetas similares a la Tierra sean habitables o no.

Créditos: Estudio de visualización científica de la NASA / Mark SubbaRao / Glyn Collinson

El 11 de julio de 2020, Parker Solar Probe pasó por Venus en su tercer sobrevuelo. Cada sobrevuelo está diseñado para aprovechar la gravedad del planeta para hacer volar la nave espacial cada vez más cerca del Sol. La misión, administrada por el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Laurel, Maryland, realizó su sobrevuelo más cercano de Venus hasta el momento, pasando a solo 833 km sobre la superficie.

La "sonificación" de datos en el video traduce los datos del instrumento FIELDS de Parker Solar Probe en sonido. FIELDS detectó una emisión de radio natural de baja frecuencia a medida que se movía a través de la atmósfera de Venus que ayudó a los científicos a calcular la densidad de la atmósfera superior cargada eléctricamente del planeta, llamada ionosfera.

Uno de los instrumentos de Parker Solar Probe es FIELDS, llamado así por los campos eléctricos y magnéticos que mide en la atmósfera del Sol. Durante solo siete minutos, cuando Parker Solar Probe estaba más cerca de Venus, FIELDS detectó una señal de radio natural de baja frecuencia. El ceño fruncido en los datos llamó la atención de Collinson. La forma y la fuerza de la señal le parecieron familiares, pero no pudo ubicarla. “Luego, al día siguiente, me desperté”, dijo. "Y pensé, '¡Dios mío, sé lo que es esto!'"

Collinson reconoció la señal de su trabajo anterior con el orbitador Galileo de la NASA, que exploró Júpiter y sus lunas antes de que terminara la misión en 2003. Un ceño fruncido similar aparecía cada vez que la nave espacial pasaba por las ionosferas de las lunas de Júpiter.

Como la Tierra, Venus tiene una capa de gas cargada eléctricamente en el borde superior de su atmósfera, llamada ionosfera. Este mar de gases cargados, o plasma, emite naturalmente ondas de radio que pueden ser detectadas por instrumentos como FIELDS. Cuando Collinson y su equipo identificaron esa señal, se dieron cuenta de que Parker Solar Probe había rozado la atmósfera superior de Venus, una sorpresa agradable, aunque una que podrían haber esperado basándose en datos anteriores, dijo.

Los investigadores utilizaron esta emisión de radio para calcular la densidad de la ionosfera por la que voló Parker Solar Probe. Los investigadores obtuvieron por última vez mediciones directas de la ionosfera de Venus del Pioneer Venus Orbiter en 1992. Entonces, el Sol estaba cerca del máximo solar, el pico tormentoso del ciclo solar.

En los años siguientes, los datos de los telescopios terrestres sugirieron que se estaban produciendo grandes cambios a medida que el Sol se asentaba en su fase de calma, el mínimo solar. Si bien la mayor parte de la atmósfera permaneció igual, la ionosfera, que se encuentra en la parte superior, donde los gases pueden escapar al espacio, era mucho más delgada durante el mínimo solar.

Sin mediciones directas, fue imposible de confirmar.

Las observaciones del reciente sobrevuelo de Parker Solar Probe, que ocurrió seis meses después del último mínimo solar , verifican el acertijo en la ionosfera de Venus. De hecho, la ionosfera de Venus es mucho más delgada en comparación con las mediciones anteriores tomadas durante el máximo solar.

"Cuando varias misiones confirman el mismo resultado, una tras otra, eso le da mucha confianza en que el adelgazamiento es real", dijo Robin Ramstad, coautor del estudio e investigador postdoctoral en el Laboratory of Atmospheric and Space Physics en la University of Colorado, Boulder.

Comprender por qué la ionosfera de Venus se adelgaza cerca del mínimo solar es una parte de desentrañar cómo Venus responde al Sol, lo que ayudará a los investigadores a determinar cómo Venus, una vez tan similar a la Tierra, se convirtió en el mundo de aire tóxico y abrasador que es hoy. Por ejemplo, la ionosfera de Venus es propensa a tener fugas, es decir, el escape de gases energizados al espacio. Recopilar datos sobre este y otros cambios en la ionosfera es clave para comprender cómo ha evolucionado la atmósfera de Venus a lo largo del tiempo.

Este estudio tardó unos 30 años en realizarse. Se necesitó una misión a Venus y, décadas más tarde, una misión de última generación al Sol. "El objetivo de volar por Venus es ralentizar la nave espacial para que Parker Solar Probe pueda sumergirse más cerca del Sol", dijo Nour E. Raouafi, científico del proyecto Parker Solar Probe en el Laboratorio de Física Aplicada. "Pero no perderíamos la oportunidad de recopilar datos científicos y proporcionar información única sobre un planeta misterioso como Venus".

Collinson comparó la investigación con hacer autostop. Los científicos de Venus estaban ansiosos por aprovechar el sobrevuelo de Parker Solar Probe para obtener nuevos datos y vistas del planeta gemelo de la Tierra.

Lina Tran

Goddard Space Flight Center de la NASA