Soffocata da spesse nuvole, la superficie di Venere è solitamente nascosta alla vista. Ma in due recenti sorvoli del pianeta, Parker ha usato il suo Wide-Field Imager, o WISPR, per fotografare l'intero lato notturno in lunghezze d'onda dello spettro visibile, il tipo di luce che l'occhio umano può vedere, e che si estende nel vicino infrarosso.
Le immagini, combinate in un video, rivelano un debole bagliore dalla superficie che mostra caratteristiche distintive come regioni continentali, pianure e altipiani. Un alone luminescente di ossigeno nell'atmosfera può anche essere visto intorno al pianeta.
"Siamo entusiasti delle intuizioni scientifiche che Parker Solar Probe ha fornito finora", ha dichiarato Nicola Fox, direttore della divisione Eliofisica presso la sede della NASA. "Parker continua a superare le nostre aspettative e siamo entusiasti che queste nuove osservazioni, prese durante la nostra manovra di assistenza gravitazionale, possano aiutare a far progredire la ricerca su Venere in modi inaspettati".
Tali immagini del pianeta, spesso chiamato gemello della Terra, possono aiutare gli scienziati a saperne di più sulla geologia superficiale di Venere, quali minerali potrebbero essere presenti lì e l'evoluzione del pianeta. Date le somiglianze tra i pianeti, queste informazioni possono aiutare gli scienziati a capire perché Venere è diventata inospitale e la Terra è diventata un'oasi.
Le prime immagini WISPR di Venere sono state scattate nel luglio 2020 mentre Parker compiva il suo terzo sorvolo, che il veicolo spaziale utilizza avvicinare la sua orbita al Sole. WISPR è stato progettato per vedere deboli caratteristiche nell'atmosfera solare e nel vento, e alcuni scienziati hanno pensato che potevano utilizzare WISPR per fotografare le cime delle nuvole che velano Venere.
"L'obiettivo era misurare la velocità delle nuvole", ha detto lo scienziato del progetto WISPR Angelos Vourlidas, co-autore assieme a Brian Wood del nuovo documento e ricercatore presso il Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. Brian Wood è un fisico della Naval Research Laboratory di Washington, DC.
Ma invece di vedere solo le nuvole, WISPR ha anche visto attraverso la superficie del pianeta. Le immagini erano così sorprendenti che gli scienziati hanno riacceso le telecamere durante il quarto passaggio nel febbraio 2021. Durante il sorvolo del 2021, l'orbita del veicolo spaziale si è allineata perfettamente perchè WISPR fotografasse la notte di Venere nella sua interezza. "Le immagini e il video mi hanno lasciato senza fiato", ha dichiarato Wood.
Le nuvole ostruiscono la maggior parte della luce visibile proveniente dalla superficie di Venere, ma le lunghezze d'onda visibili più lunghe, che confinano con le lunghezze d'onda del vicino infrarosso, riescono a passare. Sul lato diurno, questa luce rossa si perde tra il sole splendente riflesso dalle cime delle nuvole di Venere, ma nell'oscurità della notte, le telecamere WISPR sono state in grado di rilevare questo debole bagliore causato dall'incredibile calore emanato dalla superficie.
"La superficie di Venere, anche sul lato notturno, è di circa 860 gradi", ha spiegato Wood. "È così caldo che la superficie rocciosa di Venere è visibilmente incandescente, come un pezzo di ferro estratto da una fucina".
Mentre passava da Venere, WISPR ha raccolto una gamma di lunghezze d'onda da 470 nanometri a 800 nanometri. Parte di quella luce è il vicino infrarosso, lunghezze d'onda che non possiamo vedere, ma percepire come calore, e alcuni sono nell'intervallo visibile, tra 380 nanometri e circa 750 nanometri.
Nel 1975, il lander Venera 9 inviò i primi scorci della superficie dopo l'atterraggio su Venere. Da allora, la superficie di Venere è stata ulteriormente rivelata con radar e strumenti a infrarossi, che possono scrutare attraverso le spesse nuvole utilizzando lunghezze d'onda della luce invisibili all'occhio umano. La missione Magellano della NASA ha creato le prime mappe nel 1990 utilizzando il radar, e la sonda Akatsuki di JAXA ha raccolto immagini a infrarossi dopo aver raggiunto l'orbita attorno a Venere nel 2016. Le nuove immagini di Parker si aggiungono a questi risultati estendendo le osservazioni alle lunghezze d'onda rosse ai margini di ciò che possiamo vedere.
Le immagini WISPR mostrano caratteristiche sulla superficie venusiana, come la regione continentale Afrodite Terra, l'altopiano di Tellus Regio e le pianure di Aino Planitia. Poiché le regioni ad alta quota sono circa 85 gradi Fahrenheit più fredde rispetto alle aree più basse, si presentano come macchie scure tra le pianure più luminose. Queste caratteristiche possono essere viste anche in precedenti immagini radar, come quelle scattate da Magellano.
Oltre a esaminare le caratteristiche della superficie, le nuove immagini WISPR aiuteranno gli scienziati a comprendere meglio la geologia e la composizione minerale di Venere. Combinando le nuove immagini con quelle precedenti, gli scienziati hanno ora una gamma più ampia di lunghezze d'onda da studiare, che possono aiutare a identificare quali minerali ci sono sulla superficie del pianeta.
Queste informazioni potrebbero anche aiutare gli scienziati a comprendere l'evoluzione del pianeta. Mentre Venere, terra e Marte si sono formati tutti nello stesso periodo, oggi sono molto diversi. L'atmosfera su Marte è una frazione di quella terrestre mentre Venere ha un'atmosfera molto più spessa. Gli scienziati sospettano che il vulcanismo abbia avuto un ruolo nella creazione della densa atmosfera venusiana, ma sono necessari ulteriori dati per sapere come. Le nuove immagini WISPR potrebbero fornire indizi su come i vulcani potrebbero aver influenzato l'atmosfera del pianeta.
Oltre al bagliore superficiale, le nuove immagini mostrano un anello luminoso attorno al bordo del pianeta causato da atomi di ossigeno che emettono luce nell'atmosfera. Chiamato airglow, questo tipo di luce è presente anche nell'atmosfera terrestre, dove è visibile dallo spazio e talvolta da terra di notte.
WISPR ha anche ripreso l'anello orbitale di polvere di Venere, una traccia a forma di ciambella di particelle microscopiche sparse sulla scia dell'orbita di Venere attorno al Sole, e lo strumento FIELDS ha effettuato misurazioni dirette delle onde radio nell'atmosfera venusiana, aiutando gli scienziati a capire come cambia l'atmosfera superiore durante il ciclo di attività di 11 anni del Sole.
La coda simile a una cometa del plasma che scorre dietro Venere, chiamata "raggio di coda", in base ai nuovi dati, risulta estendersi per quasi 5.000 miglia dall'atmosfera venusiana. Questa coda potrebbe essere il modo in cui l'acqua di Venere è sfuggita dal pianeta, contribuendo al suo attuale ambiente secco e inospitale.
Mentre la geometria dei prossimi due sorvoli probabilmente non permetterà a Parker di fotografare il lato notturno, gli scienziati continueranno a utilizzare gli altri strumenti di Parker per studiare l'ambiente spaziale di Venere. Nel novembre 2024, il veicolo spaziale avrà un'ultima possibilità di fotografare la superficie al suo settimo e ultimo sorvolo. Parker Solar Probe è costruito e gestito dal Johns Hopkins Applied Physics Laboratory di Laurel, nel Maryland.