Des détections dans une région jusqu'alors inexplorée de l'environnement magnétique de Vénus montrent que le carbone et l'oxygène sont accélérés à des vitesses telles qu'ils peuvent échapper à l'attraction gravitationnelle de la planète. Les résultats ont été publiés dans Nature Astronomy .

Lina Hadid, chercheuse CNRS au Laboratoire de physique des plasmas (LPP) et auteur principal de l'étude, a déclaré :« C'est la première fois que des ions carbone chargés positivement sont observés s'échappant de l'atmosphère de Vénus. Ce sont des ions lourds qui se déplacent généralement lentement, nous essayons donc toujours de comprendre les mécanismes qui sont en jeu. Il se peut qu’un « vent » électrostatique les éloigne de la planète, ou qu’ils soient accélérés par des processus centrifuges. »

Contrairement à la Terre, Vénus ne génère pas de champ magnétique intrinsèque en son noyau. Néanmoins, une faible « magnétosphère induite » en forme de comète est créée autour de la planète par l'interaction de particules chargées émises par le soleil (le vent solaire) avec des particules chargées électriquement dans la haute atmosphère de Vénus. Autour de la magnétosphère se trouve une région appelée « magnétogaine » où le vent solaire est ralenti et chauffé.

Le 10 août 2021, BepiColombo est passé par Vénus pour ralentir et ajuster sa trajectoire vers sa destination finale, Mercure. Le vaisseau spatial a remonté la longue queue de la gaine magnétique de Vénus et a émergé par le nez des régions magnétiques les plus proches du soleil. Au cours d'une période d'observation de 90 minutes, les instruments de BepiColombo ont mesuré le nombre et la masse des particules chargées rencontrées, capturant des informations sur les processus chimiques et physiques à l'origine de l'échappement atmosphérique dans le flanc de la gaine magnétique.

Au début de son histoire, Vénus présentait de nombreuses similitudes avec la Terre, notamment des quantités importantes d’eau liquide. Les interactions avec le vent solaire ont éliminé l'eau, laissant une atmosphère composée principalement de dioxyde de carbone et de plus petites quantités d'azote et d'autres espèces traces.

Des missions précédentes, notamment Pioneer Venus Orbiter de la NASA et Venus Express de l'ESA, ont réalisé des études détaillées sur le type et la quantité de molécules et de particules chargées perdues dans l'espace. Cependant, les trajectoires orbitales des missions ont laissé certaines zones autour de Vénus inexplorées et de nombreuses questions restent sans réponse.

Les données de l'étude ont été obtenues par l'analyseur de spectre de masse (MSA) de BepiColombo et l'analyseur d'ions mercure (MIA) lors du deuxième survol de Vénus du vaisseau spatial. Les deux capteurs font partie de l'ensemble d'instruments Mercury Plasma Particle Experiment (MPPE), porté par Mio, le Mercury Magnetospheric Orbiter dirigé par la JAXA.

"Caractériser la perte d'ions lourds et comprendre les mécanismes de fuite sur Vénus est crucial pour comprendre comment l'atmosphère de la planète a évolué et comment elle a perdu toute son eau", a déclaré Dominique Delcourt, chercheur au LPP et chercheur principal de l'instrument MSA.

Les outils de modélisation météo spatiale SPIDER d'Europlanet ont permis aux chercheurs de suivre la façon dont les particules se sont propagées à travers la gaine magnétique vénusienne.

"Ce résultat montre les résultats uniques qui peuvent résulter de mesures effectuées lors de survols planétaires, où l'engin spatial peut se déplacer à travers des régions généralement inaccessibles aux engins spatiaux en orbite", a déclaré Nicolas André, de l'Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP) et responsable du service SPIDER.

Une flotte de vaisseaux spatiaux étudiera Vénus au cours de la prochaine décennie, notamment la mission Envision de l'ESA, l'orbiteur VERITAS et la sonde DAVINCI de la NASA, ainsi que l'orbiteur indien Shukrayaan. Collectivement, ces vaisseaux spatiaux fourniront une image complète de l'environnement vénusien, depuis la gaine magnétique jusqu'à la surface et l'intérieur en passant par l'atmosphère.

"Des résultats récents suggèrent que la fuite atmosphérique de Vénus ne peut pas expliquer entièrement la perte de sa teneur historique en eau. Cette étude est une étape importante pour découvrir la vérité sur l'évolution historique de l'atmosphère vénusienne, et les missions à venir contribueront à combler de nombreuses lacunes", " a ajouté le co-auteur, Moa Persson de l'Institut suédois de physique spatiale.