Планета-загадка: учёные нашли следы гроз, но ни одна молния не поймана на камеру

Понять, почему на Венере так трудно заметить молнии, оказалось не так просто, как кажется. Хотя астрономы давно подозревали, что в атмосфере планеты сверкают электрические разряды, прямых подтверждений этого до сих пор нет. Тем не менее химические следы, зафиксированные зондами и телескопами, говорят о том, что молнии действительно присутствуют, но их скрывает плотная пелена облаков, насыщенных серной кислотой.

Загадочные сигналы с Венеры

Еще в 1970-х годах советские аппараты "Венера", спускавшиеся на поверхность планеты, зафиксировали вспышки света и радиосигналы, похожие на следы грозовых разрядов. Позже, в 1990 году, американский "Пионер-Венера" зарегистрировал характерные "свистящие" радиоволны, которые также можно объяснить активностью молний. Однако единого мнения среди ученых так и не сложилось. Некоторые полагают, что эти сигналы могли быть вызваны метеороидами, врезавшимися в атмосферу планеты.

В 2006 году наблюдения с Гавайского инфракрасного телескопа NASA позволили обнаружить оксид азота (NO) — вещество, которое не могло возникнуть без сильного энергетического воздействия. На Земле оно часто образуется именно во время гроз, когда молнии "разрывают" молекулы кислорода и азота. Венерианская атмосфера же почти полностью состоит из углекислого газа (96%) и азота (3,5%), а значит, чтобы образовался NO, молнии должны быть особенно мощными.

Что нашли учёные из Кембриджа

Исследователи из Кембриджского университета рассчитали, какая сила разрядов нужна для образования наблюдаемого количества оксида азота — примерно 5,5 частиц на миллиард. По их данным, энергия венерианских молний должна быть втрое выше земной. Это означает, что на Венере либо вспышки происходят чаще, либо каждая из них гораздо мощнее.

"Чтобы объяснить концентрацию оксида азота, нужно допустить, что венерианские молнии как минимум в три раза энергичнее земных", — отметили учёные из Кембриджского университета.

Но если разряды настолько сильны, почему их не удается увидеть даже при помощи современных зондов? Ответ, по мнению специалистов, кроется в структуре венерианских облаков.

Облака, которые скрывают молнии

Облака на Венере состоят в основном из капель серной кислоты, перемешанных с водяным паром и пылью. Этот слой настолько плотный, что солнечный свет почти не проникает к поверхности. Даже если внизу вспыхивает молния, её свет многократно рассеивается и теряется в кислотном тумане. При этом в верхних слоях атмосферы, где свет мог бы быть заметен, нет нужных условий для возникновения электрических разрядов — там слишком разрежено и холодно.

Исследователи полагают, что основная грозовая активность сосредоточена вблизи поверхности, где плотность газа высока, а ветры поднимают пыль и песок. В таких условиях статическое электричество может накапливаться очень быстро.

Вулканические и пылевые молнии

Учёные выдвинули две основные гипотезы. Первая — вулканическая: молнии могут появляться при извержениях, когда изверженные частицы сталкиваются и электризуются. Подобные явления часто наблюдаются на Земле во время извержений вулканов. Вторая — эоловая, или пылевая: искры рождаются из-за трения между частицами пыли, которые гонят сильные ветра в густой атмосфере Венеры.

Обе версии выглядят правдоподобно, особенно если учесть, что планета, по данным зондов, всё ещё демонстрирует признаки вулканической активности. Возможно, именно в районах извержений происходят самые мощные электрические разряды.

Сравнение земных и венерианских молний

Из таблицы видно, что даже если молнии на Венере происходят чаще или мощнее, их трудно зафиксировать из-за плотной атмосферы и химического состава облаков.

Как астрономы ищут следы молний

Для наблюдения венерианских гроз исследователи используют разные методы: радионаблюдения, анализ химического состава атмосферы и инфракрасную съемку. Каждый способ даёт лишь косвенные данные. Прямые визуальные наблюдения вспышек остаются редкостью. Зонды фиксируют лишь кратковременные сигналы в радиодиапазоне или изменения концентрации соединений, появляющихся после разрядов.

Современные орбитальные аппараты вроде японского зонда "Акацуки" продолжают наблюдения. Возможно, будущие миссии, оснащенные чувствительными спектрометрами, смогут уловить свет от молний, пробивающийся сквозь сернокислотные облака.

Что если молнии — не единственный источник энергии

Существует вероятность, что оксид азота образуется не из-за молний, а под воздействием других процессов — например, вулканических выбросов или химических реакций под действием ультрафиолетового излучения. Однако пока эти версии не подтверждены. В пользу электрических разрядов говорит именно распределение NO по высоте — он наблюдается ближе к поверхности, где солнечные лучи уже ослаблены, но грозовая активность возможна.

Плюсы и минусы версий происхождения оксида азота

Интересные факты о Венере

1. Венерианский день длиннее года — планета вращается вокруг своей оси за 243 земных дня, а вокруг Солнца — за 225.

2. Атмосферное давление у поверхности почти в 90 раз выше земного, что делает посадку чрезвычайно сложной.

3. Температура на поверхности достигает 470 °C — горячее, чем на Меркурии, хотя Венера дальше от Солнца.

Исторический контекст

Первыми попытками изучить молнии на Венере стали миссии советских аппаратов "Венера-9" и "Венера-10", которые в 1975 году передали на Землю уникальные данные. Впоследствии американские и европейские зонды подтвердили существование загадочных радиосигналов, но до сих пор никто не смог сфотографировать настоящую вспышку.

Вероятно, ответ скрывается глубоко под плотными кислотными облаками — там, где царят жара, давление и электрические штормы.