Medidas obtidas com a Venus Express da ESA têm uma nova luz sobre a interação entre o vento solar eo segundo planeta a partir do sol. Durante um raro período de baixa vazão solar, a densidade, a ionosfera de Vênus foi observado para se tornar a jusante alongadas, um pouco como um cometa de cauda longa.
Os cientistas sabem há muito tempo sobre a existência do vento solar, um fluxo contínuo de elétrons e prótons, que flui em alta velocidade através do espaço interplanetário. No entanto, este fluxo de partículas carregadas é muito variável, tanto em velocidade e densidade.
Em condições normais, o vento solar tem uma densidade de 5 - 10 partículas por centímetro cúbico em órbita da Terra, mas às vezes o vento solar quase desaparece, como aconteceu em Maio de 1999. Embora esses episódios incomuns têm sido estudados perto da Terra, que é cercada por um forte campo magnético, tem havido muito poucas oportunidades para estudar o que acontece perto de planetas com campos magnéticos insignificantes, como Vênus.
Uma rara oportunidade de analisar o que acontece quando um vento solar tênue chega a Vênus veio agosto 03-04 de 2010, após uma série de grandes ejeções de massa coronal do sol. Sonda da NASA STEREO-B, em órbita a jusante de Vênus, observou que a densidade do vento solar em órbita da Terra caiu para o número extremamente baixo de 0,1 partículas por centímetro cúbico e persistiu neste valor para um dia inteiro.
Enquanto isso, a Venus Express, que está em um extremamente elíptica, a órbita quase polar, foi capaz de estudar a interação entre este vento solar escassa e ionosfera do planeta - a região eletricamente carregada de sua atmosfera superior.
A ionosfera é criado pela entrada de luz ultravioleta extrema e Raios-X do Sol que divide os átomos na atmosfera superior de Vênus e cria uma camada de elétrons e íons.
Os dados fundamentais para a ionosfera veio de dois instrumentos a bordo da Venus Express: o magnetômetro, que mede continuamente os campos magnéticos locais, eo Analisador de plasmas espaciais e de Átomos Energéticos (ASPERA-4), que mede a energia e as massas de íons quando a nave espacial está mais próximo de Vênus. Os instrumentos mostraram que a densidade do vento solar a Vénus diminuiu para 0,2 partículas por centímetro cúbico, enquanto que a pressão dinâmica caiu para 0,1 nPa - cerca de 50 vezes inferior ao normal.
A análise detalhada dos dados da Venus Express foi publicado recentemente na revista Planetary and Space Science por uma equipe internacional de cientistas. As medições mostraram que as características típicas da região da cauda da ionosfera, do lado da noite de Vênus, já não estavam presentes durante o período de vento solar escassa.
Espaciais medições anteriores demonstraram que a maioria do plasma ionosférico (gás ionizado) no lado da noite de Vénus é fornecido por plasma movendo através do terminal, do lado de um dia para o lado da noite, impulsionado por gradientes de pressão de plasma. Este fluxo nightward, que envolve principalmente os íons de oxigênio (O +), ocorre cerca de 150-300 km acima da superfície de Vênus, com uma velocidade de fluxo de atingir vários quilômetros por segundo.
Em 4 de agosto, esse padrão de fluxo foi claramente interrompido. Como Venus Express voou atrás do terminator, entre 300 km e 15 000 km acima do planeta, seus instrumentos revelou que o O + plasma estava se movendo muito mais lentamente do que o normal para este local.
"Os dados indicam que o + fluxo O outro lado do terminator ainda estava ocorrendo, mas observou-se a viajar mais devagar, e mais de uma região muito mais ampla, do que sob condições de vento solar normal", disse Yong Wei, pesquisador do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar em Katlenburg-Lindau, na Alemanha, que foi o autor principal do artigo.
"Acreditamos que a baixa pressão do vento solar, o que resulta em campos magnéticos mais fracos, torna mais fácil para os íons a fluir a partir do lado dia-a-lado na noite do planeta."
Os dados também fornecem novos insights sobre os processos que moldam a ionosfera em torno de Vênus e da taxa de perda de átomos da atmosfera superior.
Ele tem sido conhecido por muito tempo que o vento solar, tênue tem dois efeitos concorrentes sobre a ionosfera do lado noite. A ionosfera acima do terminador torna-se maior, permitindo que o plasma para passar mais facilmente de um lado para o outro no dia a noite, e a ausência de campo magnético tende a aumentar o tamanho da ionosfera lado-noite.
Por outro lado, a pressão mais fraca pode provocar velocidades de fluxo inferiores do plasma. Os novos dados da Venus Express mostram conclusivamente que o primeiro efeito supera o segundo, permitindo a ionosfera para expandir na esteira do planeta.
"As observações mostram que a ionosfera lado noite movida para fora, para, pelo menos, 15 000 km do centro de Vênus por um período de apenas algumas horas", disse Markus fraenz, também do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar, que era da equipe líder e um co-autor do estudo. "Pode, eventualmente, ter estendido a milhões de quilômetros, como uma cauda enorme."
"Embora nós não podemos determinar a extensão da ionosfera do lado noite, uma vez que a órbita da Venus Express fornece uma cobertura limitada, os nossos resultados sugerem que a ionosfera de Vênus se assemelhava a ionosfera em forma de lágrima encontrados em torno de cometas, ao invés de, forma esférica mais simétrico que normalmente existe. "
Os resultados também mostram que a erosão da atmosfera superior do planeta pelo vento solar cessa quando o vento quase desaparece, mas pode ser melhorado na sequência de tal período. A grande "bolha" de íons de baixa rotatividade é formada atrás do planeta e quando a pressão aumenta novamente esta bolha vai ser parcialmente perdida no espaço, acelerando temporariamente a taxa de erosão novamente.
"Este é outro exemplo que mostra que o uso de técnicas semelhantes à Vênus, Terra e Marte é uma ferramenta poderosa para planetology comparativa", disse Håkan Svedhem, cientista do projeto Venus Express da ESA. "Agora somos capazes de comparar o que acontece quando um regime de vento solar extremamente fraco afeta os planetas interiores.
"Isso também mostra a importância de ter acesso aos dados de uma frota internacional de nave espacial, em que STEREO da NASA pode agir como um vento solar do monitor, enquanto da ESA Venus Express e Mars Express estão dentro ionosferas planetários e observando sua interação com o vento solar."
Publicação relacionada
Y. Wei, et al ". Uma ionosfera em forma de lágrima em Vênus em vento solar tênue ", 2012, Planetary and Space Ciência, 73, 1, 254-261, DOI: 10.1016/j.pss.2012.08.024
Nota: Este artigo, intitulado "A cauda de Vênus e do vento solar fraco", apareceu pela primeira vez no site da ESA, em janeiro de 2013.
Fonte: ESA
Imagem em destaque: Uma comparação entre a ionosfera de Vênus sob diferentes condições de vento solar. As linhas amarelas indicam as linhas do campo magnético solar como eles interagem com a ionosfera.
Quando a pressão dinâmica do vento solar é normal (imagem à esquerda) na ionosfera está confinado a uma região de 150-300 km acima do lado diurno do planeta. Partículas positivamente carregados (íons) viajar muito rapidamente ao longo do dia-noite terminator para criar uma ionosfera semelhante no lado nocturno do planeta.
Quando a pressão do vento solar cai para um nível muito baixo (imagem à direita), a ionosfera se expande a uma maior altitude acima do lado diurno de Vênus e os campos magnéticos mais fracos são criadas acima do terminator. Como resultado, a região através da qual os iões são capazes de deslocar de um lado para o outro no dia a noite torna-se maior.Isto faz com que seja mais fácil para os iões fluam através da terminador. Embora a pressão mais fraca do vento solar reduz a velocidade a que os iões de viajar em direcção ao lado a noite, o primeiro efeito supera o segundo, permitindo a atmosfera para se expandir em consequência do planeta. Observações de Venus Express mostram que a ionosfera do lado noite movidos para fora, para, pelo menos, 15 000 km do centro de Vênus por um período de apenas algumas horas, criando uma cauda longa, de cometa. Direitos de autor: ESA / Wei et al (2012).
Os Vigilantes
Nenhum comentário:
Postar um comentário