Vénus perd de l’oxygène et du carbone dans l’espace

17 avril 2024

Vénus, contrairement à la Terre, ne possède pas de champ magnétique intrinsèque. En conséquence, le vent solaire interagit directement avec son atmosphère, accélérant des particules chargées qui peuvent s’échapper dans l’espace. Des mesures in situ de sondes spatiales avaient déjà montré que ces ions étaient principalement composés d’oxygène et d’hydrogène. Cependant, la résolution en masse des instruments utilisés ne permettait pas de distinguer le carbone, l’azote et l’oxygène.

En août 2021, la sonde BepiColombo, en route pour Mercure, a survolé Vénus pour la seconde et dernière fois. A cette occasion la sonde est passée à un peu moins de 550 km de la surface de la planète. Un grand nombre d’instruments à bord ont été actifs pendant le survol, permettant de récolter des données uniques sur l’environnement de Vénus. Parmi eux, le spectromètre de masse ionique MSA (Mass Spectrum Analyzer) conçu par des scientifiques du CNRS Terre & Univers – en collaboration avec ISAS-JAXA, MPS Solar Sytem Research, et IDA, a détecté un flux d’ions de carbone et d’oxygène à faible énergie provenant de la magnétosphère induite de Vénus. Ces ions étaient situés à environ 6 rayons de la planète.

Cette découverte est importante car elle fournit des informations sur la composition et la dynamique de la magnétosphère de Vénus. Les ions de carbone et d’oxygène sont probablement expulsés de l’atmosphère de Vénus par un champ électrique ambipolaire généré par les électrons qui s’échappent de la planète. Ce processus est similaire à celui qui produit le « vent polaire » sur Terre. Les observations de MSA ouvrent de nouvelles perspectives pour l’étude de la magnétosphère de Vénus. Elles permettront aux scientifiques d’en apprendre davantage sur les processus qui contrôlent l’évolution des atmosphères planétaires, de leur magnétosphère et leur interaction avec le vent solaire, à la fois dans notre système solaire et dans les systèmes extrasolaires.

L’illustration représente le plan X-YVSO avec une coupe à ZVSO = 0. Le segment rouge montre la séquence d’observation de MSA entre 12:47 UT et 13:04 UT. Les flèches noires représentent le champ d’observation de MSA, et la flèche bleue reflète les ions s’échappant à un angle de ~140° avec les lignes de champ magnétique (l’angle est calculé en utilisant le champ d’observation de MSA). Contrairement à d’autres séquences d’observation, pendant cette fenêtre temporelle, les ions entrants se déplaçaient dans la même direction que le FOV du MSA. Les lignes de champ magnétique ouvertes ont été obtenues à l’aide du modèle hybride global LatHyS (Latmos Hybrid Simulation), avec des paramètres d’entrée (par exemple, la densité, la vitesse, la température des protons et l’angle d’horloge) contraints par les observations de Solar Orbiter dans le vent solaire en amont. La vue polaire de Vénus a été prise par la caméra de surveillance de Vénus (VMC) à bord de Venus Express. *© Nature Astronomy, Hadid et al.; LPP, CNRS; Venus: ESA/MPS*

Ressources complémentaires

Publication scientifique : Hadid, L.Z., Delcourt, D., Saito, Y. et al. BepiColombo observations of cold oxygen and carbon ions in the flank of the induced magnetosphere of Venus. Nat Astron (2024).
Communiqué de Presse EuroPlanet : BepiColombo Spies Escaping Oxygen and Carbon in Unexplored Region of Venus’s Magnetosphere
Communiqué de Presse du CNRS : Vénus perd de l’oxygène et du carbone dans l’espace

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Nicolas André, nicolas.andre@irap.omp.eu
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