В исчезновении воды с Венеры обвинили «электрический ветер»

Геофизики из Европы и США объяснили, почему в верхних слоях атмосферы Венеры почти не наблюдается водяного пара, в то время как следы присутствия воды находят даже на более близких к материнским звездам горячих юпитерах. Работа ученых опубликована в журнале Geophysical Research Letters.

Хотя Венера и самая близкая к Земле планета, между ними наблюдаются существенные отличия. Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа (96,5 процентов) и азота (3,5 процентов), а также имеет более высокую температуру, чем Меркурий, который находится почти в два раза ближе к Солнцу. Содержание водяного пара в газовой оболочке планеты чрезвычайно мало — около двух тысячных процента.

Ранее ученые уже неоднократно говорили о том, что когда-то Земля и Венера в прошлом могли быть похожи друг на друга, так как обе планеты примерно одинакового размера, имеют похожие значения силы тяжести и основной химический состав. Следовательно, когда-то на Венере могла существовать вода, которая позже исчезла. Исследователи выдвигали теорию о том, что вода могла испариться с поверхности планеты в результате столкновения с небесным телом, размером около 400 километров, однако такое столкновение должно было происходить обязательно под углом, близким к прямому. Также было предположение о том, что под действием солнечного ультрафиолета молекулы воды распались на атомы водорода и кислорода, а потом были унесены фотонным ветром в межпланетное пространство.

В новой работе ученые проанализировали данные, полученные спектрометром ASPERA-4, который был установлен на космическом аппарате «Венера-экспресс» (последний сигнал был получен в январе 2015 года). Они изучали поток электронов, исходящий из верхних слоев атмосферы Венеры, и заметили, что ожидаемая скорость их «вылета» не совпадает с реальной. Исследователи предположили, что заряженные частицы могут удерживаться электрическим полем планеты, и рассчитали на основе изменения скорости электронов ее электрический потенциал.

Согласно расчетам ученых, электрический потенциал в ионосфере Венеры почти в пять раз выше предполагаемого Земного (9,9 вольт  ± 1,1 вольт, в то время как земной оценивается приблизительно в 2 вольта). Получив такую цифру, ученые решили проанализировать, как это будет влиять на атмосферу планеты.

Молекулы воды, как было упомянуто ранее, под действием ультрафиолета могут распадаться на атомы водорода и кислорода, из которых образуются ионы. Электрическое поле Венеры, согласно гипотезе ученых, способствует «выталкиванию» не только относительно легких ионов водорода, но и более тяжелых ионов кислорода — ученые называют это явление «электрическим ветром». По их мнению, даже если бы на планету не действовал такой сильный солнечный ветер, как сейчас, из ее ионосферы все равно бы «убегали» как легкие, так и более тяжелые заряженные частицы.

По словам ученых, их работа поможет лучше понять то, каким образом ионы покидают атмосферы других планет. Однако причину такого отличия между электрическими полями Земли и Венеры ученые на данный момент объяснить не могут.

Кристина Уласович