Durante un sobrevuelo cercano del planeta Venus en julio de 2020, la sonda solar Parker de la NASA detectó algo extraño.

Cuando se sumergió a solo 833 kilómetros sobre la superficie de Venus, los instrumentos de la sonda registraron una señal de radio de baja frecuencia, una señal reveladora de que Parker había atravesado la ionósfera, una capa de la atmósfera superior del planeta.

Esta fue la primera vez que un instrumento pudo registrar mediciones directas in situ de la atmósfera superior de Venus en casi tres décadas, y los datos registrados nos brindan una nueva comprensión de cómo cambia Venus en respuesta a los cambios cíclicos en el Sol.

Glyn Collinson del Goddard Space Flight Center de la NASA, dijo en un comunicado:

“Estaba tan emocionado de tener nuevos datos de Venus”.

Venus es un mundo fascinante para nosotros aquí en la Tierra. Es tan similar a nuestro propio planeta en tamaño y composición, pero tan crucialmente diferente: un mundo infernal tóxico y abrasador que probablemente sea completamente inhóspito para la vida tal como la conocemos.

Cómo los dos planetas podrían haberse convertido en bestias tan radicalmente diferentes es de gran interés para los científicos planetarios y astrobiólogos que buscan otros mundos habitables en la Vía Láctea.

Sin embargo, las misiones para explorar Venus han sido relativamente pocas. No tiene mucho sentido enviar módulos de aterrizaje; no pueden sobrevivir a la superficie de 462 grados Celsius (864 grados Fahrenheit) del planeta.

El envío de sondas en órbita también se considera problemático, debido a la atmósfera increíblemente espesa de nubes de lluvia de dióxido de carbono y ácido sulfúrico que dificultan saber qué está sucediendo en la superficie.

Por estas razones, Venus no ha sido un objetivo popular para misiones dedicadas en algún tiempo (el orbitador japonés Akatsuki es la excepción reciente), y muchos de nuestros datos recientes provienen de instrumentos con otros objetivos principales, como el Parker Solar.

Planeta Venus. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Señal de radio registrada

A medida que Parker lleva a cabo su misión de estudiar el Sol en detalle, ha estado usando Venus para maniobras de asistencia por gravedad, lanzándose alrededor del planeta para alterar la velocidad y la trayectoria. Fue en uno de estos sobrevuelos asistidos por gravedad que los instrumentos de la sonda registraron una señal de radio.

Collinson, quien ha trabajado en otras misiones planetarias, notó una extraña familiaridad que no pudo ubicar en la forma de la señal.

Collinson dijo:

“Luego, al día siguiente, me desperté. Y pensé, ‘¡Dios mío, sé lo que es esto!'”.

Era el mismo tipo de señal registrada por la sonda Galileo cuando pasó por las ionosferas de las lunas de Júpiter, una capa de la atmósfera, también vista en la Tierra y Marte, donde la radiación solar ioniza los átomos, lo que da como resultado un plasma cargado que produce bajas emisiones. emisión de radio de frecuencia.

Concepto de un artista que muestra una super-Venus a la izquierda y la Tierra a la derecha. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Ames

Una vez que los investigadores se dieron cuenta de cuál era la señal, pudieron usarla para calcular la densidad de la ionosfera de Venus y compararla con las últimas mediciones directas tomadas, en 1992. De manera fascinante, la ionosfera era de un orden de magnitud más delgado en las nuevas mediciones que en 1992.

El equipo cree que esto tiene algo que ver con los ciclos solares. Cada 11 años, los polos del Sol cambian de lugar; el sur se convierte en norte y el norte en sur. No está claro qué impulsa estos ciclos, pero sabemos que los polos cambian cuando el campo magnético es más débil.

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Debido a que el campo magnético del Sol controla su actividad, como las manchas solares (regiones temporales de fuertes campos magnéticos), las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal (producidas por líneas de campo magnético que se rompen y se reconectan), esta etapa del ciclo se manifiesta como un período de muy actividad mínima. Se llama mínimo solar.

Una vez que los polos han cambiado, el campo magnético se fortalece y la actividad solar se eleva a un máximo solar antes de volver a disminuir para el siguiente cambio polar.

Las mediciones de Venus desde la Tierra sugirieron que la ionosfera de Venus estaba cambiando en sincronía con los ciclos solares, haciéndose más gruesa en el máximo solar y más delgada en el mínimo solar. Pero sin mediciones directas, fue difícil de confirmar.

¿Bien adivina que? La medición de 1992 se tomó en un momento cercano al máximo solar; la medición de 2020 cerca del mínimo solar. Ambos fueron consistentes con las mediciones realizadas en la Tierra.

El astrónomo Robin Ramstad de la University of Colorado, Boulder, dijo en un comunicado:

“Cuando varias misiones confirman el mismo resultado, una tras otra, eso le da mucha confianza en que el adelgazamiento es real”.

No está claro exactamente por qué el ciclo solar tiene este efecto en la ionosfera de Venus, pero hay dos teorías principales.

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La primera es que el límite superior de la ionosfera podría comprimirse a una altitud más baja durante el mínimo solar, lo que evita que los átomos ionizados en el lado diurno fluyan hacia el lado nocturno, lo que da como resultado una ionosfera del lado nocturno más delgada. La segunda es que la ionosfera se filtra al espacio a un ritmo más rápido durante el mínimo solar.

Ninguno de estos mecanismos pudo ser descartado por los datos de Parker, pero el equipo espera que futuras misiones y observaciones puedan aclarar lo que está sucediendo. A su vez, eso podría ayudarnos a comprender mejor por qué Venus es como es, en comparación con la Tierra.

Tal vez sea hora de otra misión a Venus, ¿eh?

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en Geophysical Research Letters.