Что происходит в атмосфере Венеры: новые данные NASA

Хотя Венера похожа на Землю по размеру и составу, условия на ее поверхности сильно отличаются от земных.

Атмосфера Венеры состоит, в основном, из углекислого газа с облаками из капель серной кислоты. Она отличается высокой плотностью и хорошо улавливает солнечное тепло, в результате чего температура поверхности превышает 470 °C. В то же время на уровне самых верхних сернокислых облаков, примерно в 50 км от поверхности, температура примерно равна земной.

Такой перепад температур обуславливает сложную структуру атмосферы, которая состоит из множества слоев с разной температурой и скоростью вращения. В то время как сама Венера вращается вокруг своей оси очень медленно – венерианские стуки составляют около 223 земных, верхний уровень облаков проносится вокруг планеты примерно за четыре земных дня со скоростью 360 км в час. Но скорость атмосферных ветров уменьшается с высотой и составляет у поверхности только несколько км/час, при огромном давлении в 160 атмосфер. Трение слоев атмосферы друг о друга порождает мощные электрические разряды.

Эта картина лишена многих важных деталей. Из-за предельно сложных условий изучение Венеры сопряжено с огромными трудностями, и подробностей о ней известно немного. По этой причине радиосигнал, зафиксированный Parker Solar Probe, представлял особый интерес.

Команда NASA, работающая с зондом, сумела разгадать природу сигнала, соотнеся его с сигналами, зафиксированными зондом Galileo при прохождении ионосферы спутников Юпитера. Ионосфера – верхний слой атмосферы планет, где солнечное излучение ионизирует атомы, в результате чего образуется заряженная плазма, излучающая сигнал на низкой радиочастоте.

Таким образом, данные Parker Solar Probe позволили уточнить плотность венерианской ионосферы и сравнить ее с последними прямыми измерениями, сделанными аппаратом NASA Pioneer Venus Orbiter в 1992 году. Здесь-то и выяснилось, что ионосфера 2020 года на порядок тоньше, чем ионосфера 1992.

Единственным объяснением этого могло стать влияние солнечных циклов. Каждые 11 лет полюса Солнца меняются местами; юг становится севером, а север югом. Неясно, что движет этими циклами, но известно, что полюса переключаются, когда магнитное поле Солнца наиболее слабое.

Поскольку магнитное поле Солнца контролирует его активность, такую как солнечные пятна (временные области сильных магнитных полей), солнечные вспышки и выбросы корональной массы (вызванные замыканием и воссоединением линий магнитного поля), эта стадия цикла проявляется как период минимальной активности и называется солнечным минимумом.

Как только полюса поменялись местами, магнитное поле усиливается, и солнечная активность растет до солнечного максимума, а затем снова спадает к следующему полярному переключению.

Измерения Венеры с Земли показали, что ее ионосфера изменялась синхронно с солнечными циклами, становясь толще в максимуме и тоньше в минимуме. Но без прямых измерений подтвердить это было сложно. И, вот, эти измерения сделаны: 1992 год был близко к к солнечному максимуму, 2020 — к солнечному минимуму. Сопоставление их результатов подтвердило корректность измерений, производимых с Земли. Анализ данных зонда и выводы, сделанные на его основе, опубликованы в Geophysical Research Letters.

Помимо подтверждения точности измерений, производимых с Земли, понимание того, как атмосфера Венеры изменяется в привязке к солнечным циклам позволит исследователям решить две задачи. Во-первых, они получат возможность более детально понять процессы, происходящие в венерианской атмосфере сегодня. Во-вторых – смоделировать эволюцию условий на Венере, которая когда-то, возможно, была похожа на Землю по природным условиям, но превратилась в раскаленный мир, непригодный для жизни.

Сейсмические процессы на на Венере подобны земным, утверждают астрономы на основе данных зонда «Магеллан».

По материалам The Daily Mail и Science Alert

Юпитер и Венера меняют орбиту Земли: ученые

Солнечный зонд Parker заглянул за атмосферу Венеры

Сколько длится день на Венере

Вокруг Света