Планетарні атмосфери, як правило, є дірявими. Подумайте про це – не маючи непроникного бар’єру, який би утримував її від порожнечі, частина її неодмінно просочується і розсіюється в дуже крихкому середовищі між частинами космосу.
Щодня Земля втрачає близько 90 тонн атмосферного матеріалу. Цього недостатньо, щоб зробити вм’ятину, але це дає нам кілька підказок про те, чому деякі інші планети є такими, якими вони є. Вважається, що Венера, наприклад, колись була світом з помірним кліматом, як Земля, з рідкою водою на поверхні. Зараз це пекельна планета, що задихається у хмарах вуглекислого газу, з яких випадають дощі сірчаної кислоти.
Космічний апарат, пролітаючи повз злого близнюка Землі, виявив атоми вуглецю і кисню, що витікають з Венери, і це відкриття, у поєднанні з попередніми висновками про втрату водню, може дати ключ до розуміння вражаючої трансформації планети.
“Характеристика втрати важких іонів і розуміння механізмів витоку на Венері має вирішальне значення для розуміння того, як еволюціонувала атмосфера планети і як вона втратила всю свою воду”, – говорить астрофізик Домінік Делькур з Національного центру наукових досліджень (CNRS) у Франції.
Незважаючи на те, що Венера є нашим найближчим орбітальним сусідом і найбільш схожою на Землю планетою в Сонячній системі, про неї відомо небагато. Наразі існує лише одна спеціальна місія, яка вивчає Венеру зблизька – орбітальний апарат “Акацукі”, який досліджує венеріанську атмосферу з 2010 року. Але космічні апарати на інших місіях бачать Венеру, коли займаються іншими справами.
BepiColombo – це спільна місія Японського агентства аерокосмічних досліджень і Європейського космічного агентства з вивчення Меркурія. Під час місії було здійснено два близьких прольоти повз Венеру – у 2020 та 2021 роках; під час другого прольоту зонд потрапив у частину магнітного середовища Венери, яка раніше не була досліджена.
Схема польоту BepiColombo крізь венеріанську магнітну оболонку. (Thibaut Roger/Europlanet 2024 RI/Hadid et al.)
У Венери немає магнітного поля, яке генерується всередині планети, як у Землі. Скоріше, її магнітне поле є результатом серії взаємодій між зарядженими частинками у верхніх шарах атмосфери Венери та магнітними полями і рухомими іонами сонячного вітру. В результаті утворюється слабка “сфера” магнетизму, що має форму краплі, хвіст якої розвіюється разом із сонячним вітром.
Навколо магнітосфери знаходиться магнітооболонка, між зовнішньою межею магнітосфери і стисненим матеріалом, який називається носовою ударною хвилею. Саме через неї пролетів BepiColombo, між Венерою і Сонцем, майже пролетівши повз планету. І його прилади виявили кисень і вуглець, які якимось чином прискорилися настільки, що змогли втекти від гравітації Венери.
“Це перший випадок, коли позитивно заряджені іони вуглецю вириваються з атмосфери Венери”, – каже астрофізик Ліна Хадід з CNRS.
“Це важкі іони, які зазвичай рухаються повільно, тому ми все ще намагаємося зрозуміти механізми, які тут діють. Можливо, їх відриває від планети електростатичний “вітер”, або ж вони прискорюються завдяки відцентровим процесам”.
У найближчому майбутньому планується щонайменше три місії для вивчення Венери, які, як ми сподіваємося, проллють світло на багато питань, що залишаються. Серед них – механізм виходу вуглецю, те, чи є планета все ще вулканічно активною, а також актуальне питання про те, чи може життя ховатися серед її хмар.
І, звичайно ж, як вона еволюціонувала зі світу, який, можливо, колись був так схожий на нашу рідну планету.
“Останні результати свідчать про те, що втеча атмосфери з Венери не може повністю пояснити втрату її історичного вмісту води”, – говорить астрофізик Моа Перссон зі Шведського інституту космічної фізики. “Це дослідження є важливим кроком до розкриття правди про історичну еволюцію венеріанської атмосфери, і майбутні місії допоможуть заповнити багато прогалин”.
