Почему Венера вращается в обратную сторону

Венера вращается вокруг своей оси не так, как Земля и большинство других планет Солнечной системы. Если смотреть на планеты со стороны северного полюса Солнца, Земля, Марс, Юпитер и многие другие вращаются против часовой стрелки, а Венера — в противоположную сторону. Такое вращение называют ретроградным.

Кроме того, Венера вращается чрезвычайно медленно. Один полный оборот вокруг своей оси занимает около 243 земных суток, тогда как вокруг Солнца планета успевает обойти всего примерно за 225 суток. Точная причина такого необычного вращения до сих пор не установлена. Скорее всего, современное состояние Венеры возникло под действием сразу нескольких процессов, продолжавшихся миллиарды лет.

Что значит обратное вращение Венеры

Ось вращения Венеры наклонена примерно на 177 градусов. Для сравнения, наклон земной оси составляет около 23,4 градуса.

Фактически Венеру можно представить как почти полностью перевёрнутую планету. Именно поэтому её вращение выглядит обратным относительно вращения Земли.

Если бы человек мог находиться на поверхности Венеры и видеть Солнце через плотную атмосферу, картина неба выглядела бы необычно. Солнце восходило бы примерно на западе и заходило на востоке.

Но происходило бы это очень медленно.

Один оборот Венеры относительно далёких звёзд занимает около 243 земных суток. При этом из-за одновременного движения планеты вокруг Солнца промежуток между двумя последовательными солнечными полуднями составляет около 117 земных суток.

Получается необычная ситуация: Венера вращается вокруг своей оси медленнее, чем совершает полный оборот вокруг Солнца.

Почему планеты вообще вращаются

Чтобы понять странность Венеры, нужно вспомнить, как образовались планеты.

Около 4,5 млрд лет назад молодое Солнце было окружено вращающимся диском газа и пыли. Частицы вещества сталкивались и постепенно объединялись в всё более крупные тела. В конце концов появились протопланеты, из которых сформировались современные планеты.

Большая часть вещества двигалась вокруг Солнца примерно в одном направлении. Поэтому большинство планет получили похожее направление вращения.

Однако ранняя Солнечная система была далеко не спокойным местом. Молодые планеты сталкивались друг с другом, меняли орбиты и испытывали сильное гравитационное влияние соседей.

В результате первоначальное вращение некоторых планет могло существенно измениться.

Венера и Уран являются самыми заметными примерами таких необычных миров.

Могло ли Венеру перевернуть гигантское столкновение

Одна из самых простых гипотез предполагает крупное столкновение в далёком прошлом.

Если молодая Венера столкнулась с достаточно массивным небесным телом под подходящим углом, удар мог резко изменить скорость и направление её вращения.

Подобные события действительно происходили в молодой Солнечной системе. Считается, что столкновение ранней Земли с крупным протопланетным телом сыграло ключевую роль в образовании Луны.

Поэтому идея сильного удара по Венере выглядит вполне возможной.

Но у неё есть проблема: гигантское столкновение не является единственным способом объяснить современное вращение планеты.

Расчёты показывают, что Венера могла постепенно прийти к нынешнему состоянию и без одного катастрофического события.

Солнце постепенно тормозило Венеру

Венера находится примерно в 108 млн километров от Солнца. Это значительно ближе, чем Земля.

Гравитация Солнца вызывает в теле планеты приливные деформации. Аналогичный процесс происходит на Земле под воздействием Луны и Солнца.

Приливные силы постепенно изменяют вращение планеты. На Земле они очень медленно увеличивают продолжительность суток. На Венере, расположенной ближе к Солнцу, такое влияние могло быть значительно сильнее.

Если молодая Венера первоначально вращалась быстро, солнечные приливы могли постепенно тормозить её в течение миллиардов лет.

Но одного этого процесса недостаточно, чтобы полностью объяснить современное состояние.

Если бы действовало только приливное торможение, Венера могла бы в конце концов оказаться в состоянии, при котором одна её сторона была бы постоянно обращена к Солнцу.

Этого не произошло.

Причина может скрываться в чрезвычайно плотной атмосфере планеты.

Атмосфера может влиять на вращение всей планеты

Атмосфера Венеры примерно в 90 раз массивнее земной у поверхности и почти полностью состоит из углекислого газа.

Эта плотная газовая оболочка создаёт мощнейший парниковый эффект, из-за которого температура поверхности достигает примерно 460–470 °C.

Но атмосфера влияет не только на климат.

Солнечный свет нагревает разные части Венеры неодинаково. Из-за этого в атмосфере возникают области повышенного и пониженного давления.

Они образуют так называемые атмосферные тепловые приливы.

Гравитация Солнца действует на эти области и создаёт небольшой крутящий момент. Поскольку атмосфера Венеры очень массивна, этот эффект способен влиять даже на вращение твёрдой части планеты.

Получается своеобразная борьба двух процессов.

Приливы в самой планете стремятся замедлять вращение, а атмосферные приливы способны передавать Венере угловой момент в другом направлении.

В течение очень долгого времени взаимодействие этих механизмов могло привести к медленному ретроградному вращению, которое наблюдается сегодня.

Атмосфера вращается гораздо быстрее самой Венеры

Есть ещё одна необычная особенность.

Хотя поверхность Венеры совершает полный оборот примерно за 243 дня, верхние слои атмосферы обходят планету всего примерно за четыре земных дня.

Это явление называют суперротацией атмосферы.

Облака Венеры движутся вокруг планеты со скоростью, которая во много раз превышает скорость вращения поверхности.

Атмосфера и твёрдая планета постоянно взаимодействуют друг с другом. Ветры, волны и изменения давления способны передавать между ними угловой момент.

Поэтому скорость вращения Венеры может даже немного меняться со временем.

Такие изменения очень малы, но современные радиолокационные наблюдения позволяют их обнаруживать.

Почему Венера вращается настолько медленно

Необычно не только направление вращения, но и его скорость.

Земля делает полный оборот примерно за сутки. Марс — чуть более чем за 24 часа. Юпитеру требуется менее 10 часов.

Венере — около 243 земных суток.

Такое медленное вращение, вероятно, стало результатом длительного приливного торможения.

Миллиарды лет солнечная гравитация уменьшала первоначальную скорость вращения планеты. Одновременно массивная атмосфера создавала собственные силы, влияющие на направление и скорость движения.

В результате Венера могла перейти в необычное устойчивое состояние, при котором она вращается очень медленно и в противоположном направлении.

То есть две главные странности Венеры — медленное вращение и его обратное направление — скорее всего, связаны между собой.

Чем Венера отличается от Урана

Уран тоже вращается необычно.

Его ось наклонена примерно на 98 градусов. Поэтому планета словно лежит на боку и катится по своей орбите вокруг Солнца.

У Венеры наклон ещё больше — около 177 градусов.

Но история этих планет могла быть совершенно разной.

Для Урана часто рассматривают крупное столкновение или сложное гравитационное взаимодействие в ранней Солнечной системе.

В случае Венеры особенно важную роль могли сыграть солнечные приливы и её массивная атмосфера.

Поэтому одинаковое на первый взгляд обратное вращение необязательно означает одинаковую причину.

Может ли вращение Венеры измениться ещё сильнее

Теоретически вращение планет продолжает постепенно меняться.

Приливные силы действуют и сегодня. Атмосфера продолжает обмениваться угловым моментом с твёрдой поверхностью, а процессы внутри планеты тоже способны оказывать влияние.

Но эти изменения происходят чрезвычайно медленно.

За человеческую жизнь направление вращения Венеры заметно не изменится.

Для изучения таких процессов нужны точные измерения на протяжении многих лет и десятилетий.

Особенно важными будут будущие космические миссии, которые смогут исследовать внутреннее строение Венеры, её атмосферу и поверхность значительно подробнее, чем это возможно с Земли.

Почему точного ответа до сих пор нет

Главная проблема заключается в том, что необычное вращение Венеры сформировалось, вероятно, миллиарды лет назад.

Мы не можем непосредственно увидеть, как планета вращалась в молодости.

Учёным приходится восстанавливать её историю по современным параметрам: скорости вращения, составу атмосферы, внутреннему строению и результатам компьютерного моделирования.

При этом сразу несколько сценариев могут приводить к похожему результату.

Венера могла пережить крупное столкновение.

Её вращение могло постепенно измениться под воздействием солнечных приливов.

Массивная атмосфера могла не позволить планете перейти в обычное синхронное вращение.

Возможно и сочетание всех этих процессов.

Поэтому утверждать, что Венеру когда-то просто «перевернуло столкновение», было бы слишком сильным упрощением.

Наиболее вероятно, что современное медленное обратное вращение возникло в результате длительной эволюции планеты, в которой участвовали гравитация Солнца, атмосфера, внутренние процессы и, возможно, крупные столкновения на раннем этапе её истории.