Загадка Венери стала ще заплутанішою після нового відкриття вчених
Науковці розрахували, наскільки сильно невідома речовина в хмарах планети повинна поглинати світло
Нове дослідження міжнародної команди науковців поставило під сумнів усі попередні припущення про таємничу субстанцію в атмосфері Венери. Вчені вперше змогли розрахувати, наскільки сильно ця невідома речовина повинна поглинати світло, щоб пояснити те, що бачать телескопи і космічні апарати. Результати роблять столітню загадку ще складнішою, ніж вона здавалася раніше.
Як пише видання ScienceDaily, у звичайному видимому світлі Венера виглядає майже однорідною, проте в ультрафіолеті картина кардинально змінюється. На верхніх сірчанокислотних хмарах планети проступають темні та світлі плями. Астрономи спостерігають ці плями вже близько століття, але так і не змогли ідентифікувати речовину, що їх утворює.
Дослідники вперше переклали астрономічні спостереження на мову лабораторної спектроскопії - показник, який зазвичай вимірюють у пробірці з рідиною. Виявилося, що на довжині хвилі 375 нанометрів необхідний коефіцієнт поглинання сягає близько 1278 см⁻¹. Це надзвичайно висока вимога: невідома речовина повинна бути або надзвичайно ефективним поглиначем світла, або міститися у хмарних краплинах у дуже високій концентрації, або поєднувати обидві ці властивості.
Автор дослідження доктор Ян Спачек з Фонду прикладної молекулярної еволюції (США) підійшов до проблеми нестандартно. Він поставив запитання: як виглядала б речовина хмар Венери, якби краплини вдалося зібрати в лабораторну кювету і дослідити як звичайну рідину. Це важливо, адже хмара і матеріал, з якого вона складається, можуть виглядати абсолютно по-різному.
Показовим прикладом тут є цигарковий дим, який здається білим, бо його дрібні частинки надзвичайно ефективно розсіюють світло. Але якщо зібрати ці частинки у флакон, вони утворять густу масу спаленого тютюну - смолянисту темну рідину. Хмари Венери, за словами дослідників, можуть підпорядковуватися тому самому оптичному принципу, оскільки розмір їхніх частинок подібний до розміру частинок сигаретного диму.
"Наша модель фактично запитує, що сталося б, якби ми зібрали цей хмарний матеріал у кювету і помістили в лабораторний спектрометр", - пояснив автор дослідження Ян Спачек.
Для проведення розрахунків команда об'єднала спостереження за Венерою з моделлю переносу випромінювання, яка відстежує, як світло багаторазово розсіюється й поглинається краплинами хмар та молекулами атмосфери. Співавторка дослідження доктор Йон Джу Лі з Інституту фундаментальних наук Південної Кореї зауважила, що яскравість, яку бачать із космосу, не можна напряму порівнювати з поглинанням рідини в лабораторії. Тому знадобилася складна модель для перерахунку цих даних.
Органічні молекули як можливий кандидат
Одним із класів речовин, здатних на таке сильне поглинання світла, є високоефективні спряжені органічні молекули. У цьому контексті слово "органічні" означає лише те, що вони засновані на вуглеці, і не свідчить про біологічне походження. Для молекул із поглинальною здатністю, подібною до ефективних порфіриноїдних пігментів, необхідна концентрація становила б приблизно 10 грамів на літр.
Дослідники підкреслюють: вони не стверджують, що хлорофіл, гем чи будь-який конкретний біологічний пігмент відповідає за темні ультрафіолетові риси Венери. Ці сполуки використали лише як зручні орієнтири, бо вони є добре відомими прикладами молекул, які дуже ефективно поглинають світло.
Форма спектра поглинання Венери дає ще один важливий підказ. Прості органічні сполуки, потрапляючи в концентровану сірчану кислоту, зазвичай перетворюються на темні хімічно складні "смолисті" суміші. Але такі суміші, як правило, поглинають світло широко по всьому видимому спектру, надаючи їм коричневого чи чорного кольору. Це не відповідає картині, яку спостерігають на Венері, де поглинання різко спадає в діапазоні між 365 і 455 нанометрами.
Загадка стала складнішою, а не простішою
Замість того щоб одразу назвати конкретну речовину, нові результати лише звузили коло можливих кандидатів, зробивши вимоги до них ще жорсткішими. Науковець Януш Петковський з Вроцлавського технологічного університету зазначив, що додаткові обмеження щодо невідомого поглинача можуть парадоксальним чином зробити загадку ще цікавішою.
Не оминули увагою й неорганічні варіанти пояснення. Пол Ріммер з Кембриджського університету наголосив, що модель ставить дуже жорсткі вимоги до будь-якої запропонованої речовини - багато неорганічних кандидатів мали б бути присутні в надзвичайно високих концентраціях, щоб відповідати необхідному рівню поглинання світла.
Дослідження не називає конкретну речовину і не є доказом існування життя на Венері. Втім, воно дає науковцям чіткий кількісний орієнтир, якому тепер повинні відповідати всі майбутні кандидати - органічні чи неорганічні. Столітня таємниця хмар сусідньої планети, схоже, ще довго залишатиметься одним із найінтригуючих викликів планетології.
