Впервые атомы кислорода были обнаружены на дневной стороне Венеры, не будучи частью более крупных молекул. Ранее присутствие кислорода выявили на ночной стороне планеты-соседки, но новое исследование показывает, что этот элемент распространен гораздо шире, чем наблюдалось ранее.
Никто не сомневался, что в атмосфере Венеры много кислорода, поскольку кислород — третий по распространенности элемент во Вселенной. Мы могли с уверенностью предсказать его присутствие задолго до того, как к «адской» планете был отправлен первый космический аппарат.
Когда первые зонды достигли Венеры и приступили к исследованию планеты с близкого расстояния, то они обнаружили крайне плотную атмосферу, наполненную углекислым газом и окисью углерода (CO2 и CO), названия которых ясно указывают на присутствие кислорода.
Однако кислород является чрезвычайно активным элементом, поэтому на планетах он обычно связывается с другими элементами в коре или атмосфере. Следовательно, наличие атомарного кислорода далеко не данность. Тем не менее наблюдения за атмосферой Венеры с помощью зонда Европейского космического агентства (ESA) «Венера-экспресс», сошедшего с орбиты в феврале 2015 года, показали, что на ее ночной стороне присутствует некоторое количество атомарного кислорода. Недавно опубликованные исследования не только показывают, что кислород гораздо более распространен, но и дают некоторое представление о процессах, которые его создают и распределяют в венерианской атмосфере.
Профессор Хайнц-Вильгельм Хюберс из Немецкого центра авиации и космонавтики и его коллеги использовали Стратосферную обсерваторию инфракрасной астрономии (SOFIA, совместный проект NASA и Германского центра авиации и космонавтики) для поиска кислорода в верхних слоях атмосферы Венеры и нашли его везде, куда обращали свой взор (инструменты SOFIA).
«Кислородная» Венера
Установлено, что на Венере кислород образуется под действием солнечного света (фотохимические реакции), расщепляющего молекулы CO2 и CO. Мощные венерианские ветры переносят атомы кислорода на ночную сторону планеты, где они объединяются в молекулярный кислород (O2), аналогичный тому, что присутствует в земной атмосфере, прежде чем реагировать с другими элементами. Несмотря на этот процесс перераспределения, плотность кислорода на дневной стороне Венеры в пять раз выше, чем на ночной стороне.
По мнению команды исследователей, атомарного кислорода достаточно, чтобы он играл важную роль в венерианской атмосфере. Когда атом кислорода сталкивается с молекулой углекислого газа, он передает молекуле энергию, которая затем излучается на расстояние в 15 микрометров. Это основной метод охлаждения верхних слоев атмосферы Венеры; Без этого процесса самая горячая планета Солнечной системы была бы еще горячее.
Атомарный кислород сконцентрирован на высоте около 100 километров. Атмосфера Земли настолько тонка в этой точке, что ее часто используют в качестве границы, где, как полагают, начинается космическое пространство, но атмосфера Венеры в этой точке все еще достаточно плотная.
Самые высокие концентрации находятся между двумя доминирующими моделями атмосферной циркуляции, одна из которых наблюдается на высоте ниже 70 километров, а другая — выше 120 километров. Венера вращается так медленно – ее день длиннее года – что ее высотные ветры движутся быстрее, чем вращается сама планета.
Читайте также: Почему температура поверхности Венеры столь высокая?
