Революционное исследование: атмосфера Венеры неоднородна
Группа ученых из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса (APL) в США провела новое исследование и опубликовала его в журнале Nature Astronomy. В научной работе говорится о том, что данные, случайно полученные зондом MESSENGER, свидетельствуют о внезапном повышении концентрации азота на высоте около 30 миль над поверхностью Венеры. Это в свою очередь может говорить о том, что атмосфера планеты не является однородной как считалось ранее.
История началась в июне 2007 года, когда зонд MESSENGER совершал второй облет Венеры, прежде чем повернуть к Меркурию. В этот момент специалисты миссии воспользовались возможностью протестировать устройства космического аппарата и собрать определенные данные.
Среди членов команды был Дэвид Лоуренс, физик-ядерщик из APL. Он был приборостроителем нейтронного спектрометра MESSENGER, который способен обнаружить нейтроны, выбрасываемые в космос космическими лучами, сталкивающимися с молекулами в атмосфере или на поверхности планеты. Основным назначением прибора был поиск характерных признаков нейтронов, исходящих от атомов водорода в молекулах воды, которые, как предполагалось (что в последствии подтвердилось), находились в твердом виде в темных участках кратеров на полюсах Меркурия.
Однако над Венерой Лоуренс просто хотел собрать некоторые данные, чтобы проверить правильность работы прибора. Первоначальная проверка показала, что прибор работает, были получены данные в виде таблицы.
Но в 2010 году Лоуренс пересмотрел эти измерения вместе с Патриком Пепловски, другим физиком-ядерщиком из APL. Несмотря на 50 лет отправки роботизированных миссий на Венеру, включая 13 атмосферных зондов или посадочных аппаратов, сохранялась большая неопределенность относительно концентрации азота в атмосфере Венеры, особенно между 30 и 60 милями над поверхностью.
Это озадачило Пепловски и Лоуренса, потому что азот — вторая наиболее распространенная молекула атмосферы Венеры после углекислого газа.
«Неопределенность была не обязательно только в инструменте MESSENGER — она могла быть на всей планете», — отметил Лоуренс.
Однако Лоуренс знал о работе 1962 года, в которой говорилось о том, что нейтронная спектроскопия может помочь определить концентрацию азота на Венере в атмосфере. Азот достаточно хорош в поглощении свободных нейтронов, в отличие от углерода и кислорода, которые являются одними из худших. Таким образом, на Венере число нейтронов, которое обнаружил прибор, должно зависеть от количества атмосферного азота.
Ученые создали компьютерную модель, которая разделяла атмосферу планеты толщиной 60 миль на полосы, в которых они могли манипулировать концентрацией азота, чтобы реально увидеть количество нейтронов.
Когда они сравнили свои модели с данными MESSENGER, они обнаружили, что наилучшее совпадение было, когда атмосферный азот составлял 5% объема, примерно в 1,5 раза меньше, чем измеренный в атмосфере. При этом все нейтроны находились в области между 35 и 60 милями над поверхностью — именно в той области, где была самая большая неопределенность.
