Учёные раскрыли тайну загадочной нижней дымки Венеры спустя полвека
Венеру, которую часто называют двойником Земли, на самом деле можно считать планетой крайностей. Под её плотной углекислотной атмосферой скрываются разрушительные поверхностные температуры и плотные облака серной кислоты. Основной облачный слой планеты находится на высоте от 47 до 70 километров над поверхностью, однако учёных долгое время ставила в тупик загадочная прослойка частиц ниже 47 километров, известная как «нижняя дымка». Впервые обнаруженная космическими аппаратами ещё в 1970-х годах, природа этой дымки оставалась необъяснимой на протяжении более полувека.
Теперь исследовательская группа под руководством Хироки Карю, Такеси Куроды и Наоки Терады из Университета Тохоку совместно с Бельгийским королевским институтом космической аэрологии наконец разгадала эту тайну. Используя современную микрофизическую модель, команда показала, что нижняя дымка формируется из космической пыли — крошечных частиц, оставленных «падающими звёздами», которые постоянно бомбардируют Венеру.
«Когда мы проследили жизненный цикл этих частиц в наших симуляциях, всё вдруг встало на свои места, — говорит Хироки Карю. — Космическая пыль, которая может показаться незначительной, оказывается тем недостающим ингредиентом, который необходим для объяснения нижней дымки Венеры».
Согласно исследованию, входящая в атмосферу космическая пыль сгорает в высоких слоях, порождая минеральные частицы размером в нанометры. Эти частицы встраиваются в сернокислотные облака Венеры. Когда они опускаются в более горячие нижние слои атмосферы, серная кислота испаряется, оставляя твёрдые минеральные ядра. Затем эти ядра сталкиваются и слипаются, формируя тот самый слой дымки, который наблюдали прошлые миссии, такие как «Венера» и «Пионер-Венера». Результаты моделирования близко совпали с измерениями, собранными десятилетия назад, что служит весомым подтверждением выводов команды.
Исследователи также обнаружили, что эти космические частицы играют важную роль в климате Венеры. Выступая в качестве «семян» для образования облаков, они увеличивают производство облаков по оценкам на 20-30 процентов. Кроме того, команда предполагает, что металлические элементы внутри пыли, такие как железо, могут быть ответственны за давно загадочный «неизвестный УФ-поглотитель» в атмосфере Венеры — вещество, которое сильно поглощает солнечный свет и влияет на энергетический баланс планеты.
«Эти открытия показывают, что материал из космоса — это не просто пассивный гость, — говорит Наоки Терада. — Он может активно формировать атмосферу и климат планеты».
Исследование меняет представления учёных о планетарных атмосферах, предполагая, что схожие процессы могут происходить на газовых гигантах вроде Юпитера и Сатурна, а также на далёких экзопланетах. Команда надеется проверить свои предсказания с помощью будущих миссий, включая миссию NASA DAVINCI к Венере, запуск которой запланирован на конец 2020-х годов.
Исследование в журнале Nature Astronomy.