Немецкие астрономы при анализе данных, собранных американской воздушной обсерваторией SOFIA на базе специализированного самолета Boeing 747, впервые непосредственно обнаружили следы атомарного кислорода в освещенных и затененных регионах атмосферы Венеры.
Исследование проводилось группой немецких астрономов под руководством директора Института оптических сенсорных систем в Берлине (Германия) Гейнца-Вильгельма Хюберса. Вместе с обсерваторией SOFIA на борту самолета ученые установили разработанный ими спектрометр upGREAT, способный улавливать и анализировать свойства пучков терагерцевых лучей.
«Атомарный кислород традиционно считается одним из ключевых компонентов термосферы и мезосферы Венеры, однако все известные свидетельства его существования были получены косвенным путем. Мы впервые напрямую обнаружили его в атмосфере дневной и ночной стороны Венеры с помощью терагерцевого спектрометра upGREAT», — говорится в исследовании, результаты которого были опубликованы в статье в журнале Nature Communications.
Это подтвердило результаты косвенных измерений, проведенных в конце 1970-х советскими зондами программы «Венера» и в 2009 году европейской миссией Venus Express.
Колебания производятся многими атомами и молекулами, присутствующими в атмосферах планет Солнечной системы, позволяющей изучать их химический состав, объясняют исследователи. Учитывая эту особенность, ученые использовали upGREAT для поиска следов атомарного кислорода в разных регионах атмосферы Венеры, в которых он предположительно играет важную роль в круговороте угарного и углекислого газа и их взаимодействии с ультрафиолетовым излучением Солнца. Возможные следы атомарного кислорода в атмосфере Венеры были в далеком прошлом обнаружены советскими миссиями Венера-11 и Венера-12 и европейским зондом Venus Express.
Произведенные с помощью upGREAT измерения подтвердили, что атомарный кислород действительно присутствует в атмосфере Венеры как минимум в 17 разных регионах планеты, как на освещенной стороне, так и на том полушарии Венеры, которое на момент измерений находилось в тени Солнца. Основные запасы кислорода были сосредоточены на высоте примерно в 100 км от поверхности Венеры, между двумя наибольшими прослоями ее воздушной оболочки, обладающими разными физическими свойствами и вращающимися в противоположные стороны.
Наличие атомарного кислорода не означает, что на Венере можно дышать. Атомарный кислород – это свободный радикал. У него есть неспаренный электрон, что делает этот атом очень реактивным. Если этот атом и возникает в природе, то лишь на совсем маленький период времени; он имеет тенденцию вступать в реакцию с другими химическими элементами или соединениями, чтобы стать стабильным за счет образования пара со своим неспаренным электроном.
Также было зафиксировано, что атомарного кислорода в освещенном полушарии Венеры в среднем присутствует в несколько раз больше, чем на ее темной стороне. Это подтверждает общепринятую гипотезу о том, что атомарный кислород образуется на Венере в результате взаимодействий между ультрафиолетовым излучением Солнца и молекулами углекислого и угарного газа. Исследователи надеются, что эта новая информация приблизит их коллег-теоретиков к пониманию того, как Венера превратилась из близкого аналога Земли в раскаленный и безжизненный шар.
