Кислородът е открит на дневната страна на Венера за първи път

Астрономите са открили преки доказателства за атомен кислород, плаващ над токсичните облаци на нашата „зла“ съседна планета.

В нашата Слънчева система откриваме две поразително подобни планети: Земя и Венера. Те вероятно са на една и съща възраст, имат подобни размери и най-вероятно се състоят от едни и същи градивни елементи. Тези небесни тела обаче показват значителни разлики. Например Земята има ясно синьо небе и богата на кислород атмосфера. Междувременно Венера е заобиколена от плътен облак от въглероден диоксид, азот и различни следи от газове. Но кислород може да се намери и в бурната атмосфера на нашата „зла“ сестра близначка, показаха сега изследователите.

Атомен кислород
Само за да бъде ясно: говорим за различна форма на кислород от този, който се намира на Земята. В случая на Венера това е атомарен кислород. „Атомарният кислород се състои само от един кислороден атом“, обяснява изследователят Хайнц-Вилхелм Хуберс в разговор с Scientias.nl Навън. „Така че това е различно от молекулярния кислород, който се състои от два кислородни атома и който трябва да дишаме.“

Стейди
Изследователите са открили този атомен кислород с помощта на терахерцовия спектрометър на борда на SOFIA (виж карето). След като анализираха събраните данни, те откриха ясни признаци за наличието на атомен кислород от двете страни на планетата денем и нощем.

Повече за София
SOFIA е съкращение от Стратосферната обсерватория за инфрачервена астрономия. Това е обсерватория на борда на модифициран самолет Boeing 747SP, използван за астрономически наблюдения в инфрачервения диапазон. SOFIA се издига в стратосферата, където се издига над голяма част от водните пари в земната атмосфера, което й дава по-ясна представа за Вселената.

Откритието е специално. „Досега атомарният кислород не е наблюдаван от дневната страна на Венера“, казва Хуберс. Но според моделите той трябва да съществува и да се генерира под въздействието на слънчевата радиация. Нашите измервания потвърждават тази прогноза. Освен това резултатите показват, че концентрацията на атомарния кислород намалява с намаляването на слънчевата радиация. Дневните ветрове транспортират атомарния кислород към нощната страна, където след това се натрупва локално.

Дневна страна
Това означава, че атомарният кислород може да се намери от двете страни на Венера денем и нощем. Това вече е измерено директно за първи път. Въпреки че знаем, че атомният кислород играе решаваща роля във фотохимията и енергийния баланс на атмосферата на Венера, той никога преди не е бил наблюдаван директно от дневната страна на Венера. Предишни нощни наблюдения бяха ограничени до изучаване на слабото небесно сияние на Венера, фино излъчване на светлина през атмосферата на планетата.

Как възниква?
Как атомният кислород на Венера вижда дневната светлина? Този вид кислород се произвежда от дневната страна на Венера чрез разлагането на въглероден диоксид (CO2) и въглероден оксид (CO) и след това се транспортира до нощната страна. „Атомарният кислород се образува чрез фотолиза“, обяснява Хуберс, когато го попитат. „Слънчевата радиация разгражда молекулите на въглеродния диоксид и кислородът се освобождава от тези молекули на въглероден диоксид като атомен кислород (това също се случва в много по-малка степен с въглеродния диоксид).“ Екипът изследва 17 точки от двете страни на планетата и установи, че кислородът е открит на всички места, като най-високите му концентрации са на около 100 километра над повърхността.

Вятър
Не е изненадващо, че се натрупва тук. В атмосферата на Венера има две силни въздушни движения: под надморска височина от 70 km духат ветрове с ураганна сила, противоположни на посоката на въртене на Венера, докато над височина от 120 km духат силни ветрове, следващи посоката на нейното въртене . Между тези противоречиви въздушни течения има слой от атомарен кислород. Температурата на атомарния кислород варира от около -120°C през деня до -160°C през нощта. Концентрацията му е около десет пъти по-ниска от тази в земната атмосфера.

Разберете по-добре
Откриването на атомарния кислород в турбулентната атмосфера на Венера е голяма стъпка напред. „Нашите измервания допринасят за по-задълбочено разбиране на фотохимията на атмосферата на Венера“, обяснява Хуберс. „Освен това те показаха, че атомният кислород може да служи като индикатор за движението на вятъра на надморска височина от около 100 км. Съществуващите модели също могат да бъдат потвърдени и подобрени благодарение на нашите измервания.“

Венера
В същото време проучването разширява познанията ни за нашата все още мистериозна съседна планета. „Например, сега разбираме по-добре колко атомен кислород се произвежда от дневната страна на Венера и как това е свързано с радиацията от слънцето, което грее върху Венера“, казва Хуберс. И така, бавно започваме да научаваме повече за Венера, която все още е по-малко проучена от най-близкия ни съсед Марс.

Разлики
В крайна сметка изследователите се надяват да научат как Венера и Земята, въпреки силните си прилики, са поели по различни и много различни пътища днес. Въпреки че не знаем точно как Венера и Земята са поели толкова различни пътища, изследването на нашата съседна планета може да ни даде представа. Дали Венера е била на същия път като Земята и е направила грешен завой някъде? Или той е злият близнак на нашата планета от самото начало?

Повече за Венера
Венера показва прилики със Земята по много начини. Въпреки че планетата има почти същия размер, структура, маса и плътност, както споменахме, приликите свършват дотук. Венера изпитва значително засилен парников ефект, тъй като гъстата й атмосфера улавя цялата топлина и температурите на повърхността й се повишават до 465 градуса по Целзий. Освен това планетата е заобиколена от облачна покривка, пълна с корозивна сярна киселина. Експертите обаче смятат, че това не винаги е било така. Много учени подозират, че Венера първоначално е била подобна на Земята и може да е съдържала вода. Ако това е вярно, големият въпрос е какво е накарало планетата да поеме по толкова различен път в даден момент и да се отдалечи толкова много от Земята днес.

Разбирането на атмосферата на Венера може да ни помогне да разберем нейните контрасти със Земята. Един от начините да постигнете това е да следвате кислородните пътища. „Нивата на атомен кислород в земната атмосфера са много различни от тези на Венера“, казва Хуберс. „Това е така, защото на Земята атомният кислород се произвежда от разлагането на молекулярен кислород, което е от съществено значение за живота. Следователно изследванията в областта на атомния кислород могат да допринесат за по-задълбочено разбиране на историята на двете атмосфери.“

Освен това надеждите се възлагат и на няколко предстоящи космически мисии до Венера. През последните години няколко космически сонди се насочиха към Венера. Но за щастие това скоро ще се промени. Не само, че НАСА ще се върне, но американската агенция ще изпрати поне две космически сонди до най-близките ни съседи, но Европейската космическа агенция също ще покани нашата „сестра“ на посещение. Те обещават да бъдат вълнуващи и интересни мисии, които в крайна сметка ще създадат глобална картина на нашата събратна планета и ще я характеризират от горе до долу. По този начин вероятно ще научим повече за все още мистериозната планета Венера.