La sonde solaire Parker détecte un signal radio naturel provenant de Vénus

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| NASA

En 1992, le Pioneer Venus Orbiter mesurait directement l’atmosphère de Vénus et transmettait des informations essentielles aux astrophysiciens concernant sa dynamique atmosphérique. Près de 30 ans après, c’est au tour de la sonde solaire Parker de se rapprocher suffisamment de Vénus pour étudier à nouveau l’atmosphère vénusienne. Lorsqu’elle passait au-dessus de la planète l’année dernière, la sonde a en effet capté un signal radio caractéristique de l’ionosphère. Grâce à ces données, les chercheurs pourront compléter les modèles atmosphériques vénusiens et mieux comprendre son évolution.

Lors d’un bref passage par Vénus, la sonde solaire Parker (PSP) de la NASA a détecté un signal radio naturel qui a révélé que le vaisseau spatial avait survolé la haute atmosphère de la planète. C’est la première mesure directe de l’atmosphère vénusienne en près de 30 ans ; et celle-ci a notablement changé. L’étude confirme que la haute atmosphère de Vénus subit des changements déroutants au cours d’un cycle solaire, le cycle d’activité de 11 ans du Soleil.

Nées de processus similaires, la Terre et Vénus sont jumelles : toutes deux sont rocheuses, de taille et de structure similaires. Mais leurs chemins ont divergé depuis la naissance. Vénus n’a pas de champ magnétique et sa surface chauffe à des températures suffisamment chaudes pour faire fondre le plomb. Tout au plus, les vaisseaux spatiaux n’y ont survécu que quelques heures. L’étude de Vénus, aussi inhospitalière soit-elle, aide les scientifiques à comprendre comment ces jumelles ont évolué et ce qui rend les planètes semblables à la Terre habitables ou non.

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Le 11 juillet 2020, la PSP est passée par Vénus pendant son troisième survol. Chaque survol est conçu pour tirer parti de la gravité de la planète pour faire voler le vaisseau spatial de plus en plus près du Soleil. La mission a effectué son survol le plus proche de Vénus, passant à seulement 833 km au-dessus de la surface.

La détection d’un signal radio naturel caractéristique

L’un des instruments de Parker Solar Probe est FIELDS, du nom des champs électriques et magnétiques qu’il mesure dans l’atmosphère du Soleil. Pendant seulement sept minutes — alors que la PSP était au plus proche de Vénus — FIELDS a détecté un signal radio naturel à basse fréquence. Le léger tressaillement dans les données a attiré l’attention de Glyn Collinson, planétologue au GFSC de la NASA. La forme et la force du signal lui semblaient familières, mais il n’arrive pas à les replacer.

Finalement, Collinson a reconnu le signal grâce à son travail précédent avec l’orbiteur Galileo de la NASA, qui a exploré Jupiter et ses lunes avant la fin de la mission en 2003. Un tressaillement similaire est apparu chaque fois que le vaisseau spatial traversait les ionosphères des lunes de Jupiter.

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Signal radio capté par la sonde solaire Parker, entourée en rouge, avant son entrée dans l’ionosphère de Vénus (haut) et durant son trajet à l’intérieur de celle-ci (bas). © NASA Goddard

Comme la Terre, Vénus arbore une couche de gaz chargée électriquement au bord supérieur de son atmosphère, appelée ionosphère. Cette zone de gaz chargés, ou plasma, émet naturellement des ondes radio qui peuvent être détectées par des instruments comme FIELDS. Lorsque Collinson et son équipe ont identifié ce signal, ils ont réalisé que la PSP avait écrémé la haute atmosphère de Vénus.

Mieux comprendre la dynamique ionosphérique vénusienne durant le cycle solaire

Les chercheurs ont utilisé cette émission radio pour calculer la densité de l’ionosphère traversée par la PSP. Les chercheurs ont obtenu pour la dernière fois des mesures directes de l’ionosphère de Vénus à partir du Pioneer Venus Orbiter en 1992. Ensuite, le Soleil était proche du maximum solaire, le pic orageux du cycle solaire.

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Dans les années qui ont suivi, les données des télescopes au sol suggéraient que de grands changements se produisaient alors que le Soleil s’installait dans sa phase calme, le minimum solaire. Alors que la majeure partie de l’atmosphère est restée la même, l’ionosphère — qui est au sommet, où les gaz peuvent s’échapper dans l’espace — était beaucoup plus mince pendant le minimum solaire. Sans mesures directes, cela était toutefois impossible à confirmer.

Les observations du récent survol de la PSP, qui a eu lieu six mois après le dernier minimum solaire, vérifient le processus à l’œuvre dans l’ionosphère de Vénus. En effet, l’ionosphère de Vénus apparaît beaucoup plus fine que durant les mesures précédentes prises pendant le maximum solaire. « Lorsque plusieurs missions confirment le même résultat, l’une après l’autre, cela vous donne une grande confiance dans la réalité de l’amincissement ionosphérique », explique Robin Ramstad, chercheur au Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale à l’Université du Colorado.

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Comprendre pourquoi l’ionosphère de Vénus s’amincit près du minimum solaire est une partie du mécanisme utilisé par Vénus pour répondre au Soleil — ce qui aidera les chercheurs à déterminer comment Vénus, autrefois si similaire à la Terre, est devenue un monde brûlant et toxique. Par exemple, l’ionosphère de Vénus est sujette à des fuites, ce qui signifie la fuite de gaz chargé dans l’espace. La collecte de données sur ce changement et d’autres dans l’ionosphère est essentielle pour comprendre comment l’atmosphère de Vénus a évolué au fil du temps.

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Vidéo montrant le signal radio capturé par la sonde solaire Parker dans l’ionosphère de Vénus (pensez à activer votre son) :

Sources : Geophysical Research Letters

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