È noto che l'ossigeno atomico esiste nell'atmosfera di Venere, secondo i modelli teorici e, finora, è stato persino rilevato direttamente sul lato notturno del pianeta. Ma il rilevamento diretto anche sul lato diurno offre nuove informazioni sulla dinamica dell’atmosfera venusiana e sui modelli di circolazione al suo interno, afferma il team guidato dal fisico Heinz-Wilhelm Hübers del Centro Aerospaziale Tedesco (DLR).
Venere è chiamato “gemello della Terra” perché ha condiviso con il nostro pianeta la composizione iniziale e grandi quantità d’acqua, per massa e dimensioni simili ma per altri aspetti è un pianeta completamente diverso dal nostro. È ricoperto da nuvole spesse e soffocanti composte principalmente da anidride carbonica, che creano un effetto serra il quale porta a temperature superficiali medie intorno ai 464 gradi Celsius. Le nubi producono piogge acide e l’intera atmosfera ruota attorno al pianeta a una velocità incredibile. I venti molto al di sotto delle cime delle nuvole di Venere possono soffiare a circa 700 chilometri all'ora mentre, sulla Terra, la velocità del vento più alta mai registrata è stata una raffica di uragano di 407 chilometri all’ora.
Non sappiamo come Venere e la Terra siano diventate così diverse l'una dall'altra. I pattern dell'ossigeno potrebbe essere una delle chiavi per comprendere le differenze.
La ricerca è stata pubblicata su Nature Communications.
L'ossigeno atomico
L'ossigeno atomico non è quello che respiriamo. Quest'ultimo è l'ossigeno molecolare (O2), costituito da due atomi di ossigeno legati insieme. L'ossigeno atomico è costituito da atomi di ossigeno singoli e solitari che non riescono a durare molto a lungo perché sono altamente reattivi e, pertanto, si legano facilmente con altri elementi. Qui sulla Terra è abbondante ad alta quota, dove viene creato dalla fotodissociazione dell'ossigeno molecolare. Fondamentalmente, i fotoni solari disgregano l’O2 atmosferico. Si pensa che un processo simile avvenga sul pianeta gemello. L'atmosfera di Venere è prevalentemente composta da anidride carbonica: quando la luce del Sole colpisce la CO2, la fotodissociazione divide le molecole in ossigeno atomico e monossido di carbonio. Anche il monossido di carbonio è soggetto a fotodissociazione, a sua volta. Quando questi atomi viaggiano verso il lato notturno di Venere, si ricombinano in anidride carbonica, un processo che fa brillare la buia atmosfera. L'ossigeno atomico è stato osservato come parte di questo processo ma non era mai stato visto prima sul lato diurno.
Hübers e il suo team hanno studiato i dati raccolti Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), che ha osservato Venere in diverse occasioni soprattutto per far luce sulla diatriba riguardo la fosfina.
In tre diverse occasioni, l'aereo ha raccolto dati su 17 posizioni su Venere: sette sul lato diurno, nove sul lato notturno e una sul terminatore.
In tutte le 17 regioni, il team ha rilevato ossigeno atomico, con un picco di concentrazione ad un’altitudine di circa 100 chilometri. Ciò corrisponde a una quota che si trova direttamente tra due modelli di circolazione atmosferica dominanti: il potente flusso super-rotante al di sotto dei 70 chilometri che si muove in senso contrario alla rotazione del pianeta e il flusso da subsolare ad antiisolare nell'atmosfera superiore sopra i 120 chilometri. Questo significa, dicono i ricercatori, che l’ossigeno atomico rappresenta una risorsa finora non sfruttata per sondare questa zona di transizione atmosferica su Venere.
Mappa delle posizioni, della temperatura e della densità dell'ossigeno atomico su Venere. (Hübers et al., Comun. Nat., 2023)
"Le future osservazioni, soprattutto vicino ai punti antisolari e subsolari ma anche a tutti gli angoli dello zenit solare, forniranno un quadro più dettagliato di questa peculiare regione e supporteranno le future missioni spaziali su Venere", scrivono i ricercatori.
"Insieme alle misurazioni dell'ossigeno atomico nelle atmosfere della Terra e di Marte, questi dati possono aiutare a migliorare la nostra comprensione di come e perché le atmosfere di Venere e della Terra sono così diverse".
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