Загадка Венеры стала еще более запутанной после нового открытия ученых

Новое исследование международной команды ученых подвергло сомнению все предыдущие предположения о таинственной субстанции в атмосфере Венеры. Ученые впервые смогли рассчитать, насколько сильно это неизвестное вещество должно поглощать свет, чтобы объяснить, что видят телескопы и космические аппараты. Результаты делают столетнюю загадку еще сложнее, чем она казалась раньше. 

Как пишет издание ScienceDaily, в обычном видимом свете Венера выглядит почти однородной, однако в ультрафиолете картина кардинально меняется. На верхних сернокислотных облаках планеты проступают темные и светлые пятна. Астрономы наблюдают эти пятна уже около столетия, но так и не смогли идентифицировать образующее их вещество.

Исследователи впервые перевели астрономические наблюдения на язык лабораторной спектроскопии – показатель, обычно измеряемый в пробирке с жидкостью. Оказалось, что на длине волны 375 нанометров необходимый коэффициент поглощения составляет около 1278 см⁻¹. Это чрезвычайно высокое требование: неизвестное вещество должно быть либо чрезвычайно эффективным поглотителем света, либо содержаться в облачных каплях в очень высокой концентрации, либо совмещать оба этих свойства.

Автор исследования доктор Ян Спачек из Фонда прикладной молекулярной эволюции (США) подошел к проблеме нестандартно. Он задал вопрос: как выглядело бы вещество облаков Венеры, если бы капли удалось собрать в лабораторную кювету и исследовать как обычную жидкость. Это важно, ведь облако и материал, из которого он состоит, могут выглядеть совершенно по-разному.

Показательным примером здесь является сигаретный дым, который кажется белым, потому что его мелкие частицы очень эффективно рассеивают свет. Но если собрать эти частицы во флакон, они образуют густую массу сожженного табака – смолистую темную жидкость. Облака Венеры, по словам исследователей, могут подчиняться тому же оптическому принципу, поскольку размер их частиц подобен размеру частиц сигаретного дыма.

"Наша модель фактически спрашивает, что произошло бы, если бы мы собрали этот облачный материал у кювета и поместили в лабораторный спектрометр", – пояснил автор исследования Ян Спачек.

Для проведения расчетов команда объединила наблюдение за Венерой с моделью переноса излучения, отслеживающей, как свет многократно рассеивается и поглощается каплями облаков и молекулами атмосферы. Совторник исследования доктор Йон Джу Ли из Института фундаментальных наук Южной Кореи отметила, что видимую из космоса яркость нельзя напрямую сравнивать с поглощением жидкости в лаборатории. Потому понадобилась сложная модель для пересчета этих данных.

Органические молекулы как возможный кандидат

Одним из классов веществ, способных на такое сильное поглощение света, являются высокоэффективные сопряженные органические молекулы. В этом контексте слово "органические" означает лишь то, что они основаны на углероде и не свидетельствует о биологическом происхождении. Для молекул с поглощающей способностью, подобной эффективным порфириноидным пигментам, необходимая концентрация составляла бы примерно 10 граммов на литр.

Исследователи подчеркивают: они не утверждают, что хлорофилл, гем или какой-либо конкретный биологический пигмент отвечает за темные ультрафиолетовые черты Венеры. Эти соединения использовали только как удобные ориентиры, так как они хорошо известны примеры молекул, которые очень эффективно поглощают свет.

Форма диапазона поглощения Венеры дает еще один принципиальный подсказ. Простые органические соединения, попадая в концентрированную серную кислоту, обычно превращаются в темные химически сложные смолистые смеси. Но такие смеси, как правило, поглощают свет широко по всему видимому спектру, придавая им коричневый или черный цвет. Это не соответствует картине, наблюдаемой на Венере, где поглощение резко падает в диапазоне между 365 и 455 нанометрами.

Загадка стала более сложной, а не более простой

Вместо того, чтобы сразу назвать конкретное вещество, новые результаты лишь сузили круг возможных кандидатов, сделав требования к ним еще более жесткими. Ученый Януш Петковский из Вроцлавского технологического университета отметил, что дополнительные ограничения относительно неизвестного поглотителя могут парадоксальным образом сделать загадку еще более интересной.

Не обошли вниманием и неорганические варианты объяснения. Пол Риммер из Кембриджского университета подчеркнул, что модель предъявляет очень жесткие требования к любому предложенному веществу - многие неорганические кандидаты должны присутствовать в чрезвычайно высоких концентрациях, чтобы соответствовать необходимому уровню поглощения света.

Исследование не называет конкретного вещества и не является доказательством существования жизни на Венере. Впрочем, оно дает ученым четкий количественный ориентир, которому теперь должны соответствовать все будущие кандидаты – органические или неорганические. Столетняя тайна облаков соседней планеты, похоже, будет еще долго оставаться одним из самых интригующих вызовов планетологии.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:

• Космический аппарат весом из тираннозавра готов переписать представление о Вселенной
• Научный прорыв: исследователи раскрыли секрет, почему один из самых распространенных промышленных процессов до сих пор работал почти вслепую
• Немецкая ракета Spectrum впервые вывела груз на орбиту с европейской земли