№ 4 (13)

Сентябрь – ноябрь

Russian Traveler №4(13) 2024

В дневной атмосфере Венеры обнаружили кислород

Фото: NASA

Теперь официально.

Согласно теоретическим моделям, известно, что атомарный кислород существует в атмосфере планеты и даже был непосредственно обнаружен непосредственно на ночной стороне Венеры. Но обнаружение на дневной стороне означает, что у нас есть новое понимание динамики венерианской атмосферы и моделей циркуляции в ней. Об этом в новом исследовании сообщила группа ученых под руководством физика Хайнца-Вильгельма Хюберса из Немецкого аэрокосмического центра (DLR).

Венера – это мир, который во многих аспектах похож на Землю, но сильно отличается — в других. Масса этой планеты, а также ее состав почти аналогичны земным, но, если наш родной мир процветает и кишит жизнью, то Венера представляет собой смертоносную для живых организмов смесь условий. Её окутывают ядовитые облака, которые проливаются дождями из серной кислоты, а поверхность раскалена до 470°C. Ветры на планете могут достигать скорость около 700 километров в час. Для примера, зарегистрированный на Земле самый высокий по скорости ураганный порыв ветра достигал всего 407 километров в час.

Ученые до сих пор не понимают, почему условия на Земле и Венере оказались настолько различными, но дальнейшие исследования могут пролить свет на эту загадку. Была ли Венера когда-то на том же пути, что и Земля, и где-то свернула не туда? Или она была «злым близнецом» нашей планеты с самого начала?

Подробности об атмосфере Венеры могут больше рассказать нам о различиях между планетами. И один из способов сделать это – следить за количеством кислорода. Атомарный кислород не похож на кислород, которым мы дышим. Последний представляет собой молекулярный кислород, или О₂, состоящий из двух атомов кислорода, связанных между собой.

Атомарный кислород-0 состоит из одиночного атома кислорода и не сохраняется надолго, потому что он очень реакционноспособен и легко связывается с другими атомами. 

На Земле атомарный кислород находится в верхних слоях атмосферы Земли, где он образуется в результате фотодиссоциации молекулярного кислорода. По сути, солнечные фотоны расщепляют атмосферный О₂.

Предполагается, что аналогичный процесс происходит и на Венере. Атмосфера Венеры состоит преимущественно из углекислого газа, и когда свет Солнца попадает на CО₂, фотодиссоциация расщепляет молекулы на атомарный кислород и окись углерода. Оксид углерода также подвержен фотодиссоциации.

Когда эти атомы перемещаются на ночную сторону Венеры, они рекомбинируются в углекислый газ – процесс, который заставляет ночную сторону планеты светиться. Атомарный кислород наблюдался как часть этого процесса, но никогда раньше не наблюдался на дневной стороне.

Исследователи изучили данные, собранные Стратосферной обсерваторией инфракрасной астрономии (SOFIA), которая находится высоко в атмосфере Земли, в терагерцовом диапазоне длин волн, который охватывает микроволновый и дальний инфракрасный диапазон. Этот аппарат совершил три отдельных полета, собирая данные о 17 местах Венеры: семи на дневной стороне, девяти на ночной стороне и одном на терминаторе (линии светораздела).

Во всех 17 местах исследователи обнаружили атомарный кислород, максимальная концентрация которого приходится на высоту около 100 километров от поверхности Венеры. Это соответствует высоте, которая находится между двумя доминирующими моделями атмосферной циркуляции на Венере. Первая – это мощный супервращающийся поток ниже 70 километров, а вторая – поток в верхних слоях атмосферы выше 120 километров. По словам исследователей, это означает, что атомарный кислород представляет собой до сих пор неиспользованный ресурс для исследования этой переходной зоны атмосферы на Венере.

«Будущие наблюдения, особенно вблизи антисолнечной и подсолнечной точек, а также под всеми зенитными углами Солнца, дадут более подробную картину этого своеобразного региона и поддержат будущие космические миссии на Венеру. Наряду с измерениями содержания атомарного кислорода в атмосферах Земли и Марса, эти данные могут помочь улучшить наше понимание того, как и почему атмосферы Венеры и Земли так различаются», – заключают исследователи.