Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 16.12.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Электрическое поле могло изгнать всю воду из атмосферы Венеры

Электрическое поле могло изгнать всю воду из атмосферы Венеры
shortstoryf

Космическая станция Венера-экспресс (Venus Express) Европейского Космического Агентства, которая завершила своё существование в плотных слоях Венеры в январе 2015 года, возможно, помогла учёным объяснить отсутствие воды на этой планете. Скорее всего это связано с тем, что она обладает удивительно сильным электрически полем, мощность которого достаточна, чтобы отфильтровать из верхних слоёв венерианской атмосферы кислород — один из компонентов воды.

Венеру достаточно часто называют близнецом Земли, так как эта вторая планета от Солнца чуть-чуть меньше нашей собственной планеты. Но, если вдаваться в подробности, атмосферы этих планет существенно отличаются друг от друга. Так, атмосфера нашей соседки состоит, главным образом, из углекислого газа с небольшими примесями азота и ещё меньшим количеством диоксида серы и других газов. Толщина облачного покрова намного более толще, чем у Земли, из-за чего давление на Венере в 90 раз больше, чем на нашей планете на уровне моря. Говоря про воду, можно сказать, что Венера очень сухая планета, относительная концентрация воды здесь в сто раз меньше, чем в газообразном окружении Земли.

Кроме того, на Венере был выявлен самый сильный парниковый эффект, а поверхностная температура настолько высока, что здесь с лёгкостью расплавляется свинец. Кроме того, в отличие от нашей родной планеты, на Венере отсутствует собственное магнитное поле. Однако, учёные считают, что в действительности 4 миллиарда лет назад Венера могла содержать большое количество воды. Но, поскольку впоследствии планета нагрелась, большая часть этой воды испарилась в атмосферу, где её молекулы были разрушены действием солнечного ветра и выброшены в космическое пространство. Солнечный ветер — сильный поток заряженных субатомных частиц — является одним из тех космических «инструментов», способных выбросить ионы водорода и кислорода из атмосфер планет, лишая таким образом их сырья, из которого можно сформировать воду.

Венера электрическое поле

Здесь показан процесс формирования электрического поля на Венере. Протоны (показаны голубым) тяжелее электронов (показаны красным), поэтому они сильнее чувствуют на себе влияние гравитационного притяжения планеты, из-за этого электроны оказываются выше в атмосфере. Электроны, в свою очередь, сильнее стремятся покинуть атмосферу, но остаются связанными с протонами посредством электромагнитной силы. В такой конфигурации и формируется электрическое поле на Венере. Источник: ESA–C. Carreau

Теперь, с помощью аппарата Венера-экспресс, учёные сумели идентифицировать и другое различие между этими двумя планетами: Венера обладает сильным электрическим полем, потенциал которого составляет 10 Вольт. Это, по крайней мере, в пять раз выше, чем ожидалось. Предыдущие наблюдения за электрическими полями Земли и Марса не выявили никаких ионосферных электрических полей, поэтому было решено, что если они и существуют, то их величина меньше 2 Вольт.

«Мы считаем, что все планеты с атмосферой обладают хоть слабым, но электрическим полем. Наше исследование является первым за всю историю, когда на удалось обнаружить его у планеты», — Глин Коллинсон из Центра космических полётов Годдарда, ведущий автор исследований, опубликованных в Geophysical Research Letters.

В атмосфере вообще любой планеты протоны и другие частицы постоянно испытывают на себе влияние силы тяжести. Электроны намного легче других элементов, поэтому они испытывают меньшее гравитационное воздействие. Поскольку отрицательные электроны в атмосфере дрейфуют вверх и дальше в космос, они, однако, всё ещё остаются связаны с положительными протонами посредством электромагнитной силы. Именно это и приводит к возникновению электрического поля выше атмосферы планеты. Электрическое поле, обнаруженное аппаратом Венера-экспресс, является намного более сильным, чем ожидалось, в связи с этим оно может дать достаточно энергии ионам кислорода, чтобы ускорить их движение вверх и преодолеть гравитацию планеты. Таким образом, это открытие также, наряду с солнечным ветром, может объяснить низкое содержание воды в атмосфере Венеры.

«Электрическое поле Венеры намного сильнее, чем мы когда-либо могли себе предположить, и оно действительно мощное, если вы такие же крошечные, как ион кислорода. Однако, в реальном измерении полная мощность этого поля соответствует мощности одной ветряной мельницы. А учитывая то, что оно равномерно распределено по высоте на сотни километров, его невероятно трудно измерить».

Эти данные учёные терпеливо и тщательно исследовали в течение двух лет, а собраны они были электронным спектрометром, который является частью инструмента ASPERA-4, установленном на аппарате Венера-экспресс. За время работы на орбите учёные выявили 14 кратковременных окон, в которых аппарат находился в правильных условиях для измерения электрического поля. Причина того, почему у Венеры существует намного более высокое электрическое поле, чем у Земли, сейчас является главным вопросом, над которым работают исследователи. Глин и его коллеги подозревают, что не последнюю роль здесь играет близость Венеры к Солнцу.

«Поскольку она ближе к нашему светилу, чем Земля, то получает вдвое больше ультрафиолетового излучение, которое приводит к возникновению большего числа свободных электронов в атмосфере, и, как следствие, это может вызвать более мощное электрическое поле надо планетой», — Эндрю Коутс из британской Лаборатории космических наук.

Присутствие такой области на Венере означает, что частицы и ионы, необходимые для формирования воды, должны покидать атмосферу планеты быстрее, чем ожидалось. В свою очередь это означает, что Венера, возможно, когда-то содержала ещё больше воды. А предлагая механизм, который в состоянии лишить всей воды планету, вращающуюся близко к родной звезде, это открытие призывает учёных к переосмыслению того, что понимается под термином планеты «пригодной для жизни» не только в нашей Солнечной Системе, но и в контексте изучения экзопланет.

По информации Европейского космического агентства.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google