Запущенный в 1974 году зонд НАСА «Маринер-10» сделал снимок, показывающий поверхность Венеры, хотя планета известна своими экстремальными условиями. Несмотря на свой спокойный вид, вторая планета Солнечной системы отличается чрезвычайно высокими температурами, удушающим атмосферным давлением и облаками едкой кислоты.
Ретроградное (по часовой стрелке) вращение Венеры, которое является необычайно медленным, уже давно интригует исследователей. Однако недавнее исследование, представленное на Генеральной ассамблее Европейского союза геонаук в Вене, предлагает новое объяснение. Модели предполагают, что высокоскоростной ударник размером с Луну, столкнувшийся под крутым углом, мог вызвать это нетипичное 248-дневное вращение. Считается, что это событие произошло в течение первых 50 миллионов лет после формирования планеты.
«Наше намерение состояло в том, чтобы выяснить, мог ли удар изменить первоначальное вращение планеты», — объяснил Седрик Гиллманн, ведущий автор исследования и планетолог из ETH Zurich. Он добавил, что «чтобы это произошло значительно, удар должен был произойти под довольно большим углом».
В настоящее время Венера, которую часто называют «планетой-близнецом» из-за ее почти идентичного размера с Землей, находится в неблагоприятных условиях. Температура поверхности достигает 467°C, а атмосферное давление в 92 раза выше, чем на Земле. В отличие от Земли, которая вращается против часовой стрелки, Венера вращается в ретроградном направлении, то есть по часовой стрелке.
Новые модели объясняют первоначальное вращение планеты
«Мы стремились согласовать начальные условия вращения Венеры, которые позже разовьются в медленное вращение, которое мы наблюдаем сегодня», — сказал Гиллманн. «На практике мы запустили большой камень в другой, еще более крупный камень, чтобы наблюдать деформацию планеты и ее влияние на вращение и внутренние свойства, такие как температура», – подробно рассказал исследователь.
Команда ученых обнаружила, что ударник массой примерно в одну десятую массы Венеры при столкновении с планетой под большим углом будет способен резко замедлить вращение молодой планеты на ранних стадиях ее развития.
«В зависимости от конкретных параметров воздействия мы можем замедлить быстро вращающуюся раннюю Венеру до скорости вращения, совместимой с долгосрочной эволюцией в сторону медленно вращающейся планеты», — сказал Гиллманн. Он добавляет, что в некоторых ситуациях энергичное и касательное воздействие могло даже привести к ретроградному и более быстрому вращению планеты с первых мгновений.
Плавление мантии и образование океанов магмы на поверхности
Как отмечают авторы исследования, в проведенном моделировании крупные столкновения, как и ожидалось, генерируют океаны магмы на поверхности. Глубина этих океанов варьируется в зависимости от особенностей воздействия: от расплавленного слоя толщиной около 100 километров до полностью расплавленной мантии. Если поверхность может эффективно рассеивать тепло в космос, океан магмы быстро остывает.
Если теория Гиллмана и его коллег верна, ударник, поразивший Венеру, расплавил бы около 99% мантии планеты. Это внутренний слой, который простирается между ядром и коркой.
«Тепло, выделяемое в результате удара, рассеивается довольно эффективно, и через несколько сотен миллионов лет наблюдаемую эволюцию становится очень трудно отличить от сценария без столкновений», — сказал Гиллманн.
Однако влияние, которое могло оказать это воздействие в отсутствие тектоники плит на Венере, до сих пор остается предметом споров. Однако известно, что отсутствие на планете крупномасштабного механизма переработки углерода, вероятно, способствовало нынешнему безудержному парниковому эффекту.
Понимание важности вращения планет для жизни
Вращение планеты оказывает решающее влияние на эволюцию и поддержание условий, благоприятных для жизни, поскольку оно глубоко влияет на механизмы, с помощью которых небесное тело распределяет свою энергию. Стивен Кейн, планетарный астрофизик из Калифорнийского университета в Риверсайде, который не принимал участия в исследовании, подчеркнул, что понимание этой динамики имеет основополагающее значение для определения потенциала обитаемости других миров.
Кроме того, особое вращение планеты может существенно повлиять на образование облаков в ее атмосфере, изменяя способ сохранения или отражения тепла.
«Поэтому текущая скорость вращения Венеры и ее изменения с течением времени являются важнейшими элементами для понимания истории планеты и оценки того, могли ли в прошлом существовать пригодные для жизни условия», — заключил Кейн.
Судьба Венеры во внутренней солнечной системе
Расположение Венеры во внутренней части Солнечной системы в сочетании с увеличением светимости Солнца примерно на 10% каждый миллиард лет естественным образом указывает на сложный сценарий для нашей соседней планеты, которая сталкивается со все более экстремальными условиями.
Загадка возможного присутствия воды внутри Венеры
«Один из самых больших вопросов для меня заключается в том, является ли внутренняя часть Венеры еще влажной, есть ли там вода, потому что это имеет огромное значение для любого сценария эволюции планеты, который мы можем себе представить», — сказал Гиллманн.
Если недра планеты окажутся полностью сухими, станет ясно, что Венера за свою историю потеряла всю воду.
«Но если внутри находится вода, загадка сохранится», — заключил ученый.