Бывают моменты, когда Вселенная словно специально устраивает для ученых уникальные представления, позволяющие заглянуть за кулисы мироздания. Именно такой случай произошел в 1761 году, когда наблюдение за прохождением Венеры по диску Солнца помогло Михаилу Васильевичу Ломоносову сделать революционное открытие — обнаружить атмосферу на другой планете (помимо Земли).
Прохождение Венеры по диску Солнца
Прохождение (транзит) Венеры по диску Солнца — одно из самых редких астрономических явлений, наблюдаемых с Земли. На фоне ослепительно яркого солнечного диска появляется маленькая черная точка — планета Венера — и медленно движется по нему. Это событие следует особому циклу: оно повторяется дважды с интервалом в восемь лет, после чего следует перерыв более чем на столетие.
В XVIII веке астрономы всего мира ожидали этого явления с особым нетерпением, поскольку синхронные наблюдения из разных точек Земли могли помочь точно измерить расстояние от Земли до Солнца — фундаментальную астрономическую единицу, необходимую для понимания масштабов Солнечной системы.
Историческое наблюдение Ломоносова
26 мая (6 июня по новому стилю) 1761 года М. В. Ломоносов, как и многие астрономы по всему миру, тщательно готовился к наблюдению за этим редчайшим явлением. Для наблюдений он использовал небольшую «трубу» (телескоп) с затемненным стеклом, чтобы защитить глаза от яркого солнечного света.
В своем труде «Явление Венеры на Солнце, наблюденное в Санктпетербургской императорской Академии наук майя 26 дня 1761 года» Ломоносов подробно описал свои наблюдения и задокументировал выводы.
Ключевое наблюдение
В отличие от многих коллег, русский ученый обратил внимание на необычное световое явление. Наблюдая за тем, как Венера приближалась к краю солнечного диска, Ломоносов заметил удивительную деталь: вокруг темного силуэта планеты появилось светящееся кольцо. А когда Венера начала сходить с солнечного диска, ее край окаймлял тонкий светлый ободок.
«…когда передний край Венеры стал приближаться к солнечному краю и был уже близок к выступлению, тогда появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинился, чем ближе Венера к выступлению приходила…» — записал Ломоносов.
Открытие атмосферы Венеры
Анализируя увиденное явление, Ломоносов пришел к революционному выводу: наблюдаемый световой эффект можно объяснить только наличием газовой оболочки вокруг Венеры. Солнечный свет, проходя через атмосферу планеты, преломлялся и создавал этот удивительный оптический эффект.
«Сие явление не что иное показывает, как преломление лучей солнечных в Венериной атмосфере», — установил Ломоносов.
Затем Ломоносов сделал исторический вывод:
«Планета Венера окружена значительной атмосферой, равной, если не большей, чем та, которую имеет наша Земля».
Историческое значение открытия Ломоносова
Это открытие стало революционным для науки XVIII века по нескольким причинам:
- Впервые была обнаружена атмосфера на другой планете, что расширило представления о строении планет Солнечной системы;
- Появилось научное понимание, что другие планеты могут быть сходны с Землей по своему устройству;
- Открылись новые перспективы в изучении физических условий на других планетах;
- Был продемонстрирован новый метод исследования небесных тел через наблюдение оптических эффектов.
Интересно, что в тот же день похожие наблюдения произвел немецкий астроном Франц Ульрих Теодор Эпинус, находившийся тогда в Санкт-Петербурге. Однако именно Ломоносов правильно интерпретировал видимое явление и связал его с существованием атмосферы.
Современные знания об атмосфере Венеры
Сегодня мы знаем, что Ломоносов был абсолютно прав в своих выводах. Атмосфера Венеры не просто существует — она оказалась одной из самых плотных и необычных в Солнечной системе:
- Состав: преимущественно углекислый газ (96%) с примесями азота (около 3,5%) и следами других газов;
- Давление на поверхности планеты: около 92 атмосфер, что в 92 раза превышает земное давление на уровне моря;
- Температура поверхности: около 462°C из-за мощнейшего парникового эффекта;
- Облачный покров: многослойные облака из капель серной кислоты, полностью скрывающие поверхность планеты;
- Толщина атмосферы: около 250 километров, что значительно превышает толщину земной атмосферы.
Современные исследования Венеры с помощью космических аппаратов не только подтвердили гениальное предположение Ломоносова, но и значительно расширили наши знания об этой планете.
Наследие открытия
История открытия атмосферы Венеры показывает, как внимательное наблюдение и научная интуиция могут привести к революционным открытиям. Методика, использованная Ломоносовым, заложила основу для современного метода транзитной спектроскопии — одного из ключевых способов изучения атмосфер экзопланет.
Сегодня астрономы наблюдают прохождения экзопланет по дискам их звезд и по изменениям в спектре проходящего света определяют состав атмосфер этих далеких миров — по сути, используя тот же принцип, что и Ломоносов более 260 лет назад.
Будущие прохождения Венеры и перспективы исследований
Последняя пара прохождений Венеры наблюдалась 8 июня 2004 года и 5 июня 2012 года. Следующая пара состоится только в декабре 2117 года и декабре 2125 года. Однако современная наука давно вышла за рамки метода, доступного Ломоносову.
Сегодня мы изучаем Венеру непрерывно, используя целый арсенал передовых технологий:
- Космические аппараты — завершенная миссия Venus Express (ESA, 2005-2015 годы), действующая миссия «Акацуки» (Япония, с 2015 г.) и планируемые миссии DAVINCI+ и VERITAS (NASA), которые могут быть запущены во второй половине 2020-х годов;
- Радиолокационные наблюдения позволяют «заглянуть» сквозь плотные облака и картографировать поверхность планеты;
- Спектральный анализ дает подробную информацию о составе и структуре венерианской атмосферы;
- Компьютерное моделирование помогает понять динамику атмосферных процессов и историю развития планеты.
В XXI веке мы продолжаем дело Ломоносова, но уже не ограничиваемся редкими астрономическими явлениями, а исследуем «утреннюю звезду» постоянно и комплексно. Тем не менее будущие прохождения Венеры по диску Солнца останутся ценными событиями для науки и данью уважения научной прозорливости Ломоносова, правильно интерпретировавшего увиденное явление.
Читайте также: Тайна аудиозаписи с поверхности Венеры, полученной советским аппаратом «Венера-13».
