В 2017 году астрономам удалось провести детальное исследование ночной стороны одной из самых опасных и негостеприимных планет Солнечной системы — Венеры. Выяснилось, что мрак ночи скрывает загадки и аномалии, объяснить которые современная наука не в силах.
Венера — странная и очень опасная планета. Температура в некоторых ее регионах порой достигает 480оС, с неба льют дожди из серной кислоты, а давление на ее поверхности эквивалентно давлению в глубинах земных океанов. Однако Венера уникальна в нашей Солнечной системе совсем по другой причине. День в этом мире длится больше, чем год: для того, чтобы полностью облететь Солнце, планете необходимо 225 дней, тогда как полный поворот вокруг собственной оси занимает 243 дня. Помимо этого, Венера — единственная планета, которая вращается вокруг звезды в направлении, противоположном вращению других планет.
Загадки ночной стороны Венеры
Как эти аномалии сказываются на самой Венере? С точки зрения человека — весьма прискорбно. Из-за столь медленного вращения одна половина планеты получает огромную дозу солнечного тепла и радиации, пока наконец ее не сменит ночная сторона. Международная группа ученых, используя данные, полученные с помощью космического исследовательского аппарата Venus Express, запущенного в космос ESA, недавно обнаружила, что между дневной и ночной сторонами Венеры также наблюдаются весьма существенные различия. Впервые в истории астрономы подробно описали ночную сторону планеты, уникальные облачные структуры и даже загадочные смещения атмосферных слоев, которые удалось разглядеть лишь во мраке ночи.
«Несмотря на то, что атмосферная циркуляция на дневной стороне планеты изучена достаточно широко, о ее ночной стороне нам предстоит узнать еще многое», — утверждает Хавьер Перальта из Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy. «Мы обнаружили, что структура облаков на ночной стороне отличается от тех, что на дневной, и во многом зависит от топографии Венеры».
Хотя сама планета вращается невероятно медленно, ветры в венерианской атмосфере дуют в 60 раз быстрее этого — такой феномен получил название «супервращение». Благодаря столь бурным ветрам облака на Венере тоже движутся в атмосфере с высокой скоростью, достигая пика на высокогорье (на высотах от 65 до 72 км). Изучать их было непросто: как известно, наблюдение за ночной стороной Венеры осложняется многочисленными факторами. Перальта объясняет, что облака можно увидеть с орбиты только с помощью их собственного теплового излучения, однако контраст на инфракрасных изображениях был слишком низким, и ученым никак не удавалось составить из них динамическую карту атмосферы. В результате, Venus Express с помощью технологии Visible и инфракрасного тепловизионного спектрометра (VIRTIS) сделал буквально сотни ИК-фотографий на различных длинах волн, что в конечном итоге и позволило исследователям добиться желаемых результатов.
Стационарные волны: аномальные энергетические потоки
Ранее предполагалось, что супервращение происходит на дневной и ночной сторонах планеты единообразно. Однако новое исследование показало, что ночная сторона Венеры обладает собственными, уникальными облачными образованиями и другой морфологией облачного слоя в целом. Ученые обнаружили волнистые нитевидные облака, которых на дневной стороне попросту не было. Кроме того, был замечен аплевеллинг: на Земле этот термин обозначает, что водные слои из глубин океана поднимаются на поверхность; в случае же Венеры то же самое применимо и к облакам.
Эту особенность ночной половины планеты окрестили «стационарные волны». По словам Агустина Санчес-Лавега из Университета дель Паис Васко в Бильбао, Испания, это своего рода гравитационные волны: восходящие потоки, возникающие в нижних слоях атмосферы планеты, не двигаются вслед за вращением планеты. Они сосредоточены по большей части на высокогорье, что говорит о том, что на облака напрямую влияет топография.
Таинственные волны были смоделированы в 3D с помощью данных VIRTIS, а также радиоданных, полученных от другой системы космического корабля, Venus Radio Science experiment (VeRa). Предполагалось, что атмосферные волны являются результатом воздействия сильных ветров, обдувающих топографические объекты — подобный процесс был задокументирован на дневной стороне Венеры. Однако исследования российских зондов, измеривших скорость планетарных ветров, показали, что ветер недостаточно силен, чтобы быть источником подобных атмосферных аномалий. Более того, на южном полушарии некоторые характерные особенности ландшафта и вовсе отсутствуют.
Еще больше астрономов озадачил тот факт, что стационарные волны отсутствуют в средних и нижних облачных слоях Венеры, не появляясь ниже 50 км над поверхностью. Так что пока наука бессильна и не в состоянии указать на источник этих волн восходящей энергии. «Когда мы поняли, что некоторые из облачных образований на снимках VIRTIS не двигаются вместе с атмосферой, у меня перехватило дыхание. Мы с коллегами долго спорили о том, что видим на экранах — реальные данные или результат системной ошибки, пока наконец другая команда во главе с доктором Куямой не обнаружила эти же неподвижные облака на ночной стороне планеты, использовав инфракрасный телескоп NASA (IRTF) на Гавайях. Кроме того, наши результаты подтвердил космический аппарат Akatsuki агентства JAXA, который обнаружил самую большую неподвижную волну в истории наблюдений за планетой сразу же, как достиг орбиты Венеры», — рассказал Перальта.
Заключение
Стационарные волны и прочие планетарные аномалии ночной стороны заставили ученых практически полностью отказаться от более ранних моделей Венеры, так что астрономам вновь пришлось вернуться к расчетам и спешно выстраивать новые теории, которые могли бы объяснить столь странные результаты исследований. Вероятно, в будущем, когда исследовательские миссии соберут больше информации, станут известны и другие тайны ночной стороны одной из самых негостеприимных планет Солнечной системы.