La Parker Solar Probe de la NASA descubre una emisión de radio, de origen natural, en la atmósfera de Venus

Durante un breve giro por Venus, la misión Parker Solar Probe de la NASA detectó una señal de radio de origen 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 a la del pasado de Venus. Un estudio publicado confirma que la atmósfera superior de Venus sufre cambios desconcertantes durante cada ciclo solar (el ciclo de actividad solar dura 11 años). Esto desvela la última pista para desenredar el cómo y el por qué Venus y la Tierra son tan diferentes.

Nacidos de procesos similares, la Tierra y Venus tienen en común que ambos rocosos y poseen un tamaño y una estructura similares. Pero sus caminos divergieron desde el nacimiento. Venus carece de campo magnético y su superficie se mantiene a temperaturas lo suficientemente altas como para derretir el plomo. Por ello, 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 planetas de origen similar y qué hace que los planetas parecidos a la Tierra sean habitables o no.

El 11 de julio de 2020, Parker Solar Probe sobrevoló por tercera vez Venus. Cada sobrevuelo está diseñado para aprovechar la gravedad del planeta e impulsar la nave espacial aq una órbita cada vez más cercana al Sol. La misión, administrada por el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Laurel, Maryland, realizó su sobrevuelo más cercano a Venus hasta la fecha, pasando a solo 833 km sobre la superficie.

La sonificación de datos que se muestra 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 trasladaba a través de la atmósfera de Venus, lo que ayudó a los científicos a calcular la densidad de la ionosfera (atmósfera superior del planeta cargada eléctricamente).
Créditos: Estudio de visualización científica de la NASA / Mark SubbaRao / Glyn Collinson.

“Estaba tan emocionado de tener nuevos datos de Venus”, dijo Glyn Collison del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que es el científico principal del estudio publicado en Geophysical Research Letters. Como experto en Venus, Collinson ha estudiado detenidamente varias veces todos los datos de Venus disponibles, de misiones pasadas como Pioneer Venus Orbiter de la NASA y Venus Express de la ESA (la Agencia Espacial Europea).

Uno de los instrumentos de Parker Solar Probe que sirve para medir los campos eléctricos y magnéticos en la atmósfera del Sol se llama FIELDS. Durante los siete minutos en los que Parker Solar Probe estuvo tan cerca de Venus, FIELDS detectó una señal de radio natural de baja frecuencia. Los datos llamaron 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 gracias a su trabajo anterior con el orbitador Galileo de la NASA, que exploró Júpiter y sus lunas ahasta el fin de la misión en 2003. Un grupo de datos similar aparecía cada vez que la nave espacial pasaba por las ionosferas de las lunas de Júpiter.

Al igual que 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 grata sorpresa, aunque la que podrían haber esperado teniendo en cuenta datos anteriores, dijo.

Los investigadores utilizaron esta emisión de radio para calcular la densidad de la ionosfera por la que voló Parker Solar Probe ya que la última vez que obtuvieron mediciones directas de la ionosfera de Venus, fueron de la misión del Pioneer Venus Orbiter en 1992. En ese momento, 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.

El 11 de julio de 2020, durante su tercer sobrevuelo de Venus, el generador de imágenes WISPR de Parker Solar Probe capturó esta vista del lado nocturno de Venus a una distancia de 12.000 kilómetros.
Créditos: NASA / Johns Hopkins APL / Naval Research Laboratory / Guillermo Stenborg y Brendan Gallagher.

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 misterio 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 múltiples misiones confirman el mismo resultado, una tras otra, eso le da mucho respaldo a que el afinamiento es real”, dijo Robin Ramstad, coautor del estudio e investigador postdoctoral en el Laboratory of Atmospheric and Space Physics en la Universidad de Colorado, Boulder.

Comprender por qué la ionosfera de Venus se afina cerca del mínimo solar es una de las claves para desentrañar cómo se comporta Venus respecto al Sol, y ayudará a los investigadores a determinar cómo Venus, que fue tan similar a la Tierra en el pasado, se convirtió en el planeta de aire tóxico y abrasador que es hoy.

Por ejemplo, la ionosfera de Venus es propensa a tener fugas, es decir, al escape de gases energizados al espacio. Recopilar datos sobre este y otros cambios en la ionosfera de Venus es fundamental 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 sobrevolar Venus es ralentizar la nave espacial para que Parker Solar Probe pueda viajar 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.

Edición: R. Castro.