Rilevato un campo elettrico attorno a Venere

Un tempo, Venere era considerato il pianeta più simile alla Terra, almeno entro i confini del nostro sistema solare. L'esplorazione ravvicinata condotta da una serie di missioni spaziali negli ultimi decenni ha invece rivelato un mondo infernale, con un'atmosfera di anidride carbonica, azoto e anidride solforosa e una pressione in superficie pari a 90 volte quella terrestre. Il pianeta, inoltre, è vittima di un effetto serra che lo rende l'oggetto più caldo nel sistema solare, dopo il Sole, con temperature superficiali abbastanza elevate da fondere il piombo.

Ora, un nuovo studio eseguito a partire dai dati raccolti dalla sonda europea Venus Express potrebbe aver individuato il meccanismo responsabile della sorprendente scarsità di acqua nell'atmosfera venusiana.

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Il contenuto acquoso dell'atmosfera venusiana è 100 volte minore di quello dell'atmosfera terrestre, a parità di volume. Gli scienziati sospettano che, in passato, il pianeta fosse ben più ricco di acqua, soprattutto in superficie. Il graduale surriscaldamento globale avrebbe portato all'evaporazione dei bacini liquidi; successivamente, il vapore acqueo sarebbe stato spezzato nell'atmosfera dalle radiazioni solari e perso nello spazio profondo.

Il vento solare, il flusso di particelle cariche emesse dal Sole, è uno dei responsabili della scomparsa delle molecole di acqua, essendo in grado di strappare ioni di idrogeno (ovvero semplici protoni) e ioni di ossigeno dall'atmosfera venusiana e sottrarre dunque il "materiale grezzo" delle molecole di acqua.

Analizzando i dati raccolti dalla sonda Venus Express, scomparsa nei cieli venusiani all'inizio dello scorso anno, un gruppo di scienziati è riuscito a individuare un nuovo fenomeno che potrebbe aver contribuito alla scarsità di vapore acqueo.

Le misurazioni eseguite da Venus Express. Source: Collinson, G. A., et al. (2016), The electricwind of Venus, Geophys. Res. Lett., 43,doi:10.1002/2016GL068327

I dati indicano che Venere è caratterizzato da un notevole campo elettrico di 9.9 +/- 1.1 V di potenziale a 493 km di quota - più di 5 volte oltre le previsioni. Simili misurazioni eseguite da altre missioni indicano che i campi elettrici della Terra e di Marte sono dotati al massimo di 2 V di potenziale, sempre che esistano.

"Crediamo che tutti i pianeti dotati di atmosfere abbiano un debole campo elettrico, ma questa è la prima volta che siamo stati in grado di rilevarne uno," spiega Glyn Collinson della NASA.

Nelle atmosfere planetarie, i protoni ed altri ioni sono soggetti all'attrazione gravitazionale del pianeta. Gli elettroni, essendo più leggeri, sono in grado di fuggire verso lo spazio profondo con più facilità. Essendo dotati di carica negativa, tuttavia, essi rimangono collegati ai protoni e ad altri ioni positivi che popolano l'atmosfera tramite la forza elettromagnetica, una delle quattro interazioni fondamentali presenti in natura. Di conseguenza, un campo elettrico verticale si viene a formare nell'atmosfera planetaria.

Il campo elettrico di Venere è abbastanza grande in magnitudine da riuscire a fornire abbastanza energia agli ioni di ossigeno da accelerarli fino a velocità sufficienti a sottrarsi all'attrazione gravitazionale del pianeta. Di conseguenza, Venere sarebbe vittima di un'ulteriore forma di perdita di ossigeno, uno dei due componenti atomici dell'acqua.

Le coordinate delle misurazioni del campo elettrico. Source: Collinson, G. A., et al. (2016), The electricwind of Venus, Geophys. Res. Lett., 43,doi:10.1002/2016GL068327

"Il campo elettrico di Venere è molto più intenso di quanto ci aspettavamo," aggiunge Collinson, "ed è particolarmente potente su cose piccole quanto uno ione di ossigeno. In termini macroscopici, la potenza totale generata è paragonabile a quella di una singola turbina eolica, ed è distribuita su centinaia di chilometri di quota, quindi - com'è facile immaginare - è incredibilmente difficile da misurare."

La scoperta è stata effettuata analizzando due anni di dati raccolti dallo spettrometro ASPERA-4 a bordo di Venus Express. Gli scienziati hanno individuato 14 finestre da un minuto l'una durante le quali la sonda si trovava nel posto giusto, al momento giusto e nelle condizioni giuste per essere in grado di misurare la magnitudine e la direzione del campo elettrico. In tutte quelle occasioni, le misurazioni indicano la presenza di un campo.

Gli scienziati non sono ancora certi sul perché Venere abbia un campo elettrico così potente; una delle possibili spiegazioni è che ciò sia dovuto alla sua vicinanza al Sole.

"Essendo più vicino al Sole, Venere riceve due volte più luce ultravioletta della Terra, il che risulta in un numero più elevato di elettroni delocalizzati nell'atmosfera e, come conseguenza, un campo elettrico più intenso al di sopra del pianeta," spiega Andrew Coates del Mullard Space Science Laboratory.

La presenza di tale campo attorno a Venere suggerisce che gli ioni e le particelle presenti nella ricetta dell'acqua lascino il pianeta più in fretta di quanto si creda. Ciò significa che Venere potrebbe aver ospitato quantità ancora maggiori di acqua in un lontano passato.

"L'acqua gioca un ruolo importante per la vita terrestre," spiega Hakan Svedhem, a capo della missione. "Suggerendo un nuovo meccanismo in grado di privare un pianeta così vicino alla sua stella madre della maggior parte della sua acqua, questa scoperta ci fa riflettere sulla definizione di 'abitabilità', non solo nel nostro sistema solare, ma anche nel contesto degli esopianeti."

Image Credits: NASA/Goddard/Conceptual Image Lab, Krystofer Kim