У 2017 році астрономам вдалося провести детальне дослідження нічної сторони однієї з найнебезпечніших і найнесприятливіших планет Сонячної системи – Венери. З'ясувалося, що морок ночі приховує загадки та аномалії, пояснити які сучасна наука не в змозі.
Венера – дивна і дуже небезпечна планета. Температура в деяких її регіонах часом досягає 480°C, з неба льють дощі із сірчаної кислоти, а тиск на її поверхні еквівалентний тиску в глибинах земних океанів. Однак Венера унікальна у нашій Сонячній системі зовсім з іншої причини. День у цьому світі триває більше, ніж рік: щоб повністю облетіти Сонце, планеті необхідно 225 днів, тоді як повний поворот навколо власної осі займає 243 дні. Крім цього, Венера – єдина планета, яка обертається навколо зірки у напрямку, протилежному до обертання інших планет.
Загадки нічної сторони Венери
Як ці аномалії позначаються на Венері? З погляду людини – дуже сумно. Через настільки повільне обертання одна половина планети отримує величезну дозу сонячного тепла та радіації, поки нарешті її не змінить нічний бік. Міжнародна група вчених, використовуючи дані, отримані за допомогою космічного дослідницького апарату Venus Express, запущеного в космос ESA, нещодавно виявила, що між денною та нічною сторонами Венери також спостерігаються дуже суттєві відмінності. Вперше в історії астрономи докладно описали нічний бік планети, унікальні хмарні структури і навіть загадкові усунення атмосферних шарів, які вдалося розгледіти лише у темряві ночі.
"Незважаючи на те, що атмосферна циркуляція на денній стороні планети вивчена досить широко, про її нічний бік нам доведеться дізнатися ще багато", – стверджує Хав'єр Перальта з Японського агентства аерокосмічних досліджень (JAXA) і провідний автор дослідження, опублікованого в журналі Nature Astronomy. "Ми виявили, що структура хмар на нічному боці відрізняється від тих, що на денній, і багато в чому залежить від топографії Венери".
Хоча сама планета обертається неймовірно повільно, вітри у венеріанській атмосфері дмуть у 60 разів швидше за це – такий феномен отримав назву "суперобіг". Завдяки таким бурхливим вітрам хмари на Венері також рухаються в атмосфері з високою швидкістю, досягаючи піку на високогір'ї (на висотах від 65 до 72 км). Вивчати їх було непросто: як відомо, спостереження за нічною стороною Венери ускладнюється численними чинниками. Перальта пояснює, що хмари можна побачити з орбіти лише за допомогою їхнього власного теплового випромінювання, проте контраст на інфрачервоних зображеннях був надто низьким, і вченим ніяк не вдавалося скласти динамічну карту атмосфери. В результаті, Venus Express за допомогою технології Visible та інфрачервоного тепловізійного спектрометра (VIRTIS) зробив буквально сотні ІЧ–фотографій на різних довжинах хвиль, що зрештою і дозволило дослідникам досягти бажаних результатів.
Стаціонарні хвилі: аномальні енергетичні потоки
Ця схема демонструє принцип суперобертання у верхніх шарах венеріанської атмосфери: на денному боці воно має більш однорідний характер, а на нічному виглядає нерегулярним і непередбачуваним.
Раніше передбачалося, що суперобіг відбувається на денній і нічній сторонах планети однаково. Проте нове дослідження показало, що нічний бік Венери має власні, унікальні хмарні утворення та іншу морфологію хмарного шару в цілому. Вчені виявили хвилясті ниткоподібні хмари, яких на денному боці просто не було. Крім того, було помічено аплевеллінг: на Землі цей термін означає, що водні шари з глибин океану піднімаються на поверхню; у випадку Венери те ж саме стосується і хмар.
Цю особливість нічної половини планети назвали "стаціонарні хвилі". За словами Агустіна Санчес–Лавега з Університету дель Паїс Васко в Більбао, Іспанія, це свого роду гравітаційні хвилі: висхідні потоки, що виникають у нижніх шарах атмосфери планети, не рухаються слідом за обертанням планети. Вони зосереджені здебільшого на високогір'ї, що свідчить, що у хмари безпосередньо впливає топографія.
Таємничі хвилі були змодельовані в 3D за допомогою даних VIRTIS, а також радіоданих, отриманих від іншої системи космічного корабля Venus Radio Science experiment (VeRa). Передбачалося, що атмосферні хвилі є наслідком впливу сильних вітрів, що обдувають топографічні об'єкти – подібний процес було задокументовано на денній стороні Венери. Проте дослідження зондів, які виміряли швидкість планетарних вітрів, показали, що вітер недостатньо сильний, щоб бути джерелом подібних атмосферних аномалій. Більше того, на південній півкулі деякі характерні особливості ландшафту зовсім відсутні.
На нічному боці Венери астрономи виявили таємничі ниткоподібні утворення в атмосфері, вивчивши її за допомогою VIRTIS.
Ще більше астрономів спантеличив той факт, що стаціонарні хвилі відсутні у середніх та нижніх хмарних шарах Венери, не з'являючись нижче 50 км над поверхнею. Так що поки наука безсила і не в змозі вказати на джерело цих хвиль висхідної енергії.
"Коли ми зрозуміли, що деякі з хмарних утворень на знімках VIRTIS не рухаються разом із атмосферою, у мене перехопило подих. Ми з колегами довго сперечалися про те, що бачимо на екранах – реальні дані чи результат системної помилки, поки нарешті інша команда на чолі з доктором Куямою не виявила ці ж нерухомі хмари на нічному боці планети, використовуючи інфрачервоний телескоп NASA (IRTF) на Гаваях. Крім того, наші результати підтвердив космічний апарат Akatsuki агентства JAXA, який виявив найбільшу нерухому хвилю в історії спостережень за планетою одразу, як досяг орбіти Венери", – розповів Перальта.
Висновок
Стаціонарні хвилі та інші планетарні аномалії нічної сторони змусили вчених практично повністю відмовитися від ранніх моделей Венери, так що астрономам знову довелося повернутися до розрахунків і поспішно вибудовувати нові теорії, які могли б пояснити такі дивні результати досліджень. Ймовірно, у майбутньому, коли дослідні місії зберуть більше інформації, стануть відомі й інші таємниці нічної сторони однієї з найнесприятливіших планет Сонячної системи.
