Гравитационные волны раскрутили Венеру
Белая дуга в атмосфере Венеры, которая наблюдалась в течение четырех дней зондом «Акацуки»
JAXA/Taguchi et. al./Nature Geoscience, 2016
Скорость вращения Венеры вокруг своей оси меняется, когда ее плотная атмосфера взаимодействует с горными цепями на поверхности, сообщается в журнале Nature Geoscience. В результате за один венерианский день его продолжительность может увеличиться на две минуты.
Венера вращается вокруг своей оси крайне медленно: один день на планете длится примерно столько же, сколько и год — около 243 земных суток. Однако ее атмосфера движется намного быстрее поверхности — плотному слою облаков достаточно всего 4 дня для того, чтобы совершить полный оборот вокруг планеты. Причины этого феномена, получившего название «суперротация», до сих пор не объяснены. Неизвестно и другое: несмотря на то, что скорость ветра в верхних слоях атмосферы доходит до 350 километров в час, в атмосфере планеты неоднократно наблюдались устойчивые структуры. Самая известная из них это так называемая «улыбка Венеры» — образование в форме дуги, которое регистрировалось зондом «Акацуки» в течение четырех дней. По мнению ученых, оно могло появиться благодаря атмосферным гравитационным волнам (не надо путать с колебаниями пространства-времени, зарегистрированными LIGO), которые можно наблюдать при обтекании ветровыми потоками горных массивов. Теперь астрономы утверждают, что взаимодействие гор и атмосферы на Венере также может увеличивать продолжительность дня.
Ученые под руководством Томаса Наварро (Thomas Navarro) из Университета Калифорнии провели компьютерную симуляцию общей атмосферной циркуляции Венеры, чтобы определить, как рождаются в ее газовой оболочке необычные структуры. В своей модели исследователи учли все известные физические феномены, которые наблюдаются в атмосфере планеты, включая конвекцию и радиационный перенос.
Симуляция показала, что гравитационные волны, как правило, появляются в районе полудня и быстро исчезают с закатом. Единственным исключением стала область Бета, вулканическая возвышенность размером около 2500 километров — там волны возникали рано утром, что согласуется с результатами наблюдений. Когда встает Солнце, температура планеты возрастает на два кельвина, что снижает стабильность атмосферы. В результате поток у подножия гор может подняться достаточно высоко, чтобы перебраться через горный хребет.
Гравитационные волны также оказались способны раскручивать планету благодаря колебаниям атмосферного давления, которые они создают. В результате их воздействия продолжительность венерианского дня может увеличиться на 2 минуты за 243 земных дня. Это объясняет, почему зонды «Магеллан» и «Венера-экспресс», отправленные с разницей в 16 лет, показали разные данные — отличие между результатами, полученными в ходе двух миссий, составило 7 минут.
В будущем астрономы надеются сделать свою модель более точной и учесть также влияние Солнца на скорость вращения планеты. Кроме того, они надеются лучше понять процессы, происходящие в атмосфере планеты.
«Роскосмос» совместно с NASA сегодня разрабатывает новую миссию, получившую название «Венера-Д». Это будет целое семейство аппаратов, которое изучит атмосферу и поверхность Венеры. Подробнее о том, на какой стадии развития находится проект, читайте в нашем тексте «Венере» приказали долго жить.
Кристина Уласович
Планеты Солнечной системы: восемь и одна
Меркурий – ближайшая к Солнцу планета, среднее расстояние от Солнца 0,387 а.е (58 млн км), а расстояние до Земли колеблется от 82 до 217 млн км. Меркурий движется вокруг Солнца по сильно вытянутой эллиптической орбите, плоскость которой наклонена к плоскости эклиптики под углом 7°. Средний радиус планеты составляет 2440 км, масса 3,3 на 10 в 23 степени кг (0,055 массы Земли), а плотность почти такая же, как у Земли (5,43 г/см3).
Средняя скорость движения Меркурия по орбите — 47,9 км/с. Период обращения вокруг Солнца (меркурианский год) составляет около 88 суток, период вращения вокруг своей оси равен 58,6 суткам (меркурианские звездные сутки), продолжительность солнечных суток на Меркурии равна 176 земным суткам – двум меркурианским годам.
Поверхность Меркурия, подобно лунной, покрыта кратерами. Атмосфера очень разреженная. Меркурий обладает крупным железным ядром, являющимся источником магнитного поля, по своей совокупности составляющим 0,1 от земного. Температура на поверхности Меркурия колеблется от 90 до 700 К (−180…430 °C). Планета названа в честь бога римского пантеона Меркурия, аналога греческого Гермеса и Вавилонского Набу. Естественных спутников у планеты нет.
Венера — вторая по удаленности от Солнца планета, среднее расстояние от Солнца 0,72 а.е. (108,2 млн км). Средний радиус планеты составляет 6051 км, масса — 4,9 на 10 в 24 степени кг (0,82 массы Земли), средняя плотность 5,24 г/см3.
Орбита Венеры очень близка к круговой. Средняя скорость движения Венеры по орбите — 34,99 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 3,4°. Венера вращается вокруг своей оси, наклоненной к плоскости орбиты на 2°, с востока на запад – в направлении, противоположном направлению вращения большинства планет. Период обращения вокруг Солнца — 224,7 суток, период вращения вокруг своей оси равен 243 суткам, продолжительность солнечных суток на планете — 116,8 земных суток.
Венера не имеет естественных спутников. Атмосфера ее состоит в основном из углекислого газа (96 %) и азота (почти 4 %). Давление у поверхности достигает 93 атмосфер, температура — 737 К. Причиной столь высокой температуры на Венере является парниковый эффект, создаваемый плотной углекислотной атмосферой. Поверхность Венеры в основном равнинная, сложена базальтами, обнаружены следы вулканической деятельности, ударные кратеры. Планета состоит преимущественно из камня и металла. Планета получила свое название в честь Венеры, богини любви из римского пантеона.
Земля — третья от Солнца планета Солнечной системы, среднее расстояние от Солнца 1 а.е. (149,6 млн км), средний радиус 6371,160 км (экваториальный 6378, 160 км, полярный 6356,777 км), масса – 6 на 10 в 24 степени кг. Орбита Земли близка к окружности с радиусом около 384400 км. Средняя скорость движения Земли по орбите равна 29,765 км/с. Период обращения вокруг Солнца 365,3 суток, период вращения вокруг своей оси – 23 часа 56 минут (звездные сутки), период вращения относительно Солнца (средние солнечные сутки) 24 часа. Имеет естественный спутник — Луну.
Марс – четвертая планета от Солнца, среднее расстояние от Солнца составляет 1,5 а.е. (227,9 млн км). Минимальное расстояние от Марса до Земли составляет 55,75 млн км, максимальное — около 401 млн. км. Экваториальный радиус Марса равен 3396,9 км, масса 6,4 на10 в 23 степени кг (0,108 массы Земли), плотность 3,95 г/см3. Отклонение орбиты по отношению к эклиптике — 1,9°. Средняя скорость обращения вокруг Солнца ‑ 24,13 км/с.
Разреженная атмосфера состоит в основном из углекислого газа, среднее давление у поверхности 0,006 атм. Марс преимущественно состоит из камня и металла. Поверхность Марса — пыле-песчаная пустыня с каменистыми россыпями, потухшими вулканами, ударными кратерами, ветвящимися каньонами типа высохших русел рек. Известны два спутника Марса — Фобос и Деймос. Планету Марс в древности назвали в честь бога войны за кроваво-красный цвет.
Юпитер — пятая по счету от Солнца, а также крупнейшая планета Солнечной системы, среднее расстояние от Солнца 5,2 а.е.(778 млн км), экваториальный радиус равен 71,4 тыс. км, полярный – около 67 тысяч км, масса 1,9 на 10 в 27 степени кг (317,8 массы Земли), средняя скорость обращения вокруг Солнца — 13,06 км/с. Наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики 1,3°. Расстояние Юпитера от Земли меняется в пределах от 188 до 967 млн. км.
Юпитер представляет собой газо-жидкое тело, твердой поверхности не имеет. Атмосфера состоит на 89 % из водорода и на 11 % гелия и напоминает по химическому составу Солнце. Планету Юпитер опоясывают кольца, состоящие из совокупности сравнительно мелких каменных частиц размером от нескольких мкм до нескольких метров. Юпитер назван в честь царя римских богов.
У Юпитера есть 63 известных естественных спутника. Четыре наиболее крупных спутника — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — были открыты в 1610 году Галилео Галилеем. Пятый спутник — Юпитер V, открытый в 1892 году, — самый близкий к планете, он удален от ее поверхности всего лишь на 2,54 экваториальных радиуса Юпитера. Все эти спутники движутся практически по круговым орбитам, плоскости которых совпадают с плоскостью экватора Юпитера.
К концу 1970‑х годов было известно о 13 спутниках Юпитера. В 1979 году американским космическим аппаратом «Вояджер‑1» были обнаружены еще три спутника. Начиная с 1999 года с помощью наземных телескопов нового поколения были открыты еще 47 спутников планеты, подавляющее большинство из которых имеют диаметр в 2-4 километра.
Сатурн — шестая планета от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе после Юпитера. Среднее расстояние Сатурна от Солнца 9,54 а.е. (1,427 млрд км), средний экваториальный радиус около 60,3 тысяч км, полярный — около 54 тысяч км, масса 5,68 на 10 в 26 степени кг (95,1 массы Земли). Средняя плотность Сатурна меньше плотности воды (около 0,7 г/см3). Период обращения вокруг Солнца 29,46 года, период вращения вокруг своей оси 10 часов 39 минут (экваториальные области вращаются на 5% быстрее полярных). Сатурн — наиболее сплющенная планета Солнечной системы.
Сатурн состоит на 93 % из водорода (по объему) и на 7 % — из гелия и не имеет твердой поверхности.
Относится к типу газовых планет и имеет систему колец. Кольца Сатурна – концентрические образования различной яркости, как бы вложенные друг в друга, и образующие единую плоскую систему небольшой толщины, располагающуюся в экваториальной плоскости Сатурна. Километровой толщины кольца образованы из льда и пыли и состоят из бессчетного количества частиц разного размера: от 2,5 см до нескольких метров. Планета Сатурн была названа в честь греческого бога времени.
Известно уже 60 естественных спутников Сатурна, большая часть из которых обнаружены при помощи космических аппаратов. Большая часть спутников состоит из горных пород и льда. Крупнейший спутник — Титан, открытый в 1655 году Христианом Гюйгенсом, — по своей величине превосходит планету Меркурий. Диаметр Титана около 5200 км. Титан облетает вокруг Сатурна каждые 16 дней. Титан — единственный спутник, обладающий очень плотной атмосферой, в 1,5 раза больше Земной, и состоящей в основном из 90% азота, с умеренным содержанием метана.
Уран — седьмая от Солнца планета Солнечной системы. Планета была открыта в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем и названа в честь греческого бога неба Урана. Среднее расстояние от Солнца 19,18 а.е. (2871 млн км), средний радиус 25560 км, масса 8,69 на 10 в 25 степени (14,54 массы Земли), средняя плотность — 1,27 г/см3. Орбитальная скорость — от 6,49 до 7,11 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики (градусы) 0,8°. Период обращения вокруг Солнца 84 года, период вращения вокруг своей оси — около 17 часов 14 минут.
Планета Уран имеет небольшое твердое железно-каменное ядро, над которым сразу начинается плотная атмосфера. Атмосфера на Уране имеет толщину не менее 8000 км и состоит примерно из 83 % водорода, 15 % гелия и 2 % метана.
Подобно другим газовым планетам, Уран имеет кольца. Кольцевая система была обнаружена в 1977 году. Ученым известно 13 отдельных колец планеты. Большинство колец Урана непрозрачны, их ширина не больше нескольких километров.
Кольца состоят в основном из макрочастиц — объектов диаметром от 20 сантиметров до 20 метров — и пыли.
У планеты Уран открыты 27 естественных спутников, из них пять крупных. Крупнейшие — Титания, диаметр около 1600 км, и Оберон, диаметром около 1550 км. Титания и Оберон были обнаружены Уильямом Гершелем 11 января 1787 года, через шесть лет после открытия им Урана. Большие спутники Урана на 50% состоят из водяного льда, на 20% — из углеродных и азотных соединений, на 30% — из разных соединений кремния (силикатов).
Нептун — восьмая планета от Солнца и четвертая по размеру среди планет. Нептун открыт в Берлинской обсерватории 23 сентября 1846 года немецким астрономом Иоганном Галле на основании предсказаний, сделанных независимо математиком Джоном Адамсом в Англии и астрономом Урбеном Леверрье во Франции. Их вычисления опирались на несоответствия между наблюдаемой и предсказанной орбитами Урана, что астрономы объяснили гравитационным возмущениям неизвестной планеты.
Среднее расстояние планеты Нептун от Солнца 30,1 а.е. (4497 млн км), средний радиус около 25 тысяч км, масса 1,02 на 10 в 26 степени кг (17,2 массы Земли), плотность 1,64 г/см3. Наклонение орбиты к плоскости эклиптики равно 1°46′. Период обращения вокруг Солнца 164,8 года, период вращения вокруг своей оси 16 часов 6 минут. Расстояние от Земли — от 4,3 до 4,6 млрд км. У Нептуна, как и у других планет-гигантов, нет твердой поверхности. Атмосфера Нептуна на 98–99 % состоит из водорода и гелия. В ней содержится также 1–2 % метана.
У Нептуна есть кольцевая система. Кольца Нептуна очень темны и строение их неизвестно. У Нептуна известно 13 спутников, крупнейший из них — Тритон.
В 1930 году американский астроном Клод Томбо нашел на негативах медленно движущийся звездообразный объект, который назвали новой, девятой планетой Плутоном – в честь древнеримского бога подземного царства.
Международный астрономический союз официально признал Плутон планетой в мае 1930 года.
В тот момент предполагали, что его масса сравнима с массой Земли, но позже было установлено, что масса Плутона почти в 500 раз меньше земной, даже меньше массы Луны. Масса Плутона 1,2 на 10 в22 степени кг (0,22 массы Земли). Среднее расстояние Плутона от Солнца 39,44 а.е. (5,9 на 10 в12 степени км), радиус около 1,65 тысяч км. Период обращения вокруг Солнца 248,6 года, период вращения вокруг своей оси 6,4 суток. Состав Плутона предположительно включает в себя камень и лед; планета имеет тонкую атмосферу, состоящую из азота, метана и углеродной одноокиси. У Плутона есть три спутника: Харон, Гидра и Никта.
В конце XX и начале XXI веков во внешней части Солнечной системы было открыто множество объектов. Стало очевидным, что Плутон — лишь один из наиболее крупных известных до настоящего времени объектов пояса Койпера. Более того, по крайней мере один из объектов пояса – Эрида — является более крупным телом, чем Плутон и на 27% тяжелее его. В связи с этим возникла идея не рассматривать более Плутон как планету.
24 августа 2006 года на XXVI Генеральной ассамблее Международного астрономического союза (МАС) было принято решение впредь называть Плутон не «планетой», а «карликовой планетой».
На конференции было выработано новое определение планеты, согласно которому планетами считаются тела, вращающиеся вокруг звезды (и сами не являющиеся звездой), имеющие гидростатически равновесную форму и «расчистившие» область в районе своей орбиты от других, более мелких, объектов. Карликовыми планетами будут считаться объекты, вращающиеся вокруг звезды, имеющие гидростатически равновесную форму, но не «расчистившие» близлежащее пространство и не являющиеся спутниками. Планеты и карликовые планеты — это два разных класса объектов Солнечной системы. Все прочие объекты, вращающиеся вокруг Солнца и не являющиеся спутниками, будут называться малыми телами Солнечной системы.
Таким образом, с 2006 года в Солнечной системе стало восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
Международным астрономическим союзом официально признаны пять карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке, Эрида.
11 июня 2008 года МАС объявил о введении понятия «плутоид». Плутоидами решено называть небесные тела, обращающиеся вокруг Солнца по орбите, радиус которой больше радиуса орбиты Нептуна, масса которых достаточна, чтобы гравитационные силы придавали им почти сферическую форму, и которые не расчищают пространство вокруг своей орбиты (то есть, вокруг них обращается множество мелких объектов).
Поскольку для таких далеких объектов, как плутоиды, определить форму и тем самым отношение к классу карликовых планет пока затруднительно, ученые рекомендовали временно относить к плутоидам все объекты, абсолютная астероидная величина которых (блеск с расстояния в одну астрономическую единицу) ярче +1. Если позднее выяснится, что отнесенный к плутоидам объект карликовой планетой не является, его этого статуса лишат, хотя присвоенное имя оставят. К плутоидам были отнесены карликовые планеты Плутон и Эрида.
В июле 2008 года в эту категорию был включен Макемаке. 17 сентября 2008 в список добавили Хаумеа.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
Forbes (США): почему Венера вращается по часовой стрелке — ответить на этот вопрос может российская станция «Венера-4» | Наука | ИноСМИ
При том, что сегодня Венера выглядит очень странно и представляет собой спрятанное под облаками «адское место» с запредельными значениями температуры и давления на поверхности, не подходящими для существования человека или животного, она также является одной из двух основных планет нашей Солнечной системы, которые вращаются по часовой стрелке (или ретроградно). И вращается она с очень медленной скоростью, совершая полный оборот вокруг своей оси за 243 земных дня.
Почему планеты нашей Солнечной системы — за исключением Венеры и Урана — вращаются против часовой стрелки?
Модели образования планет показывают, что большинство планет в конечном итоге должны были совершать прямое движение (то есть, против часовой стрелки).
Это в значительной степени связано с тем, как гравитационно взаимодействовали между собой планеты на заре формирования Солнечной системы. Дело в том, что направление вращения протопланетного диска вокруг своей протозвезды, вероятно, предопределяло такое же направление движения планет, формирующихся внутри этого диска.
А почему Венера вращается по часовой стрелке? Предлагаем несколько гипотез.
Возможно, на ранней стадии своего существования она столкнулась с большим небесным телом
Возможно, на поздних стадиях формирования планеты с ней столкнулось большое небесное тело, которое и либо сместило ось планеты (как, вероятно, было в случае с Ураном), либо «заставило» ее изменить направление вращения, сказал в беседе со мной Майкл Уэй (Michael Way), планетолог из Института космических исследований НАСА в Нью-Йорке.
NatureScientific AmericanИноСМИРИА НовостиМногие считают, что если в Венеру врезалось небесное тело, бывшее ее спутником, то этот спутник должен был остаться на ее орбите и вращаться вокруг нее, но очевидно, что это не так. Поэтому, согласно одной из гипотез, появилось второе небесное тело-спутник, который столкнулся со спутником Венеры и сбил его с орбиты. По словам Уэя, в этом случае, два спутника сместились бы ниже по направлению к Солнцу.«Это довольно-таки маловероятно, но возможно», — сказал Уэй.
Узнать это трудно, и этим никто и не занимался, говорит он, поскольку для этого требуется провести большой объем вычислений, а это недешево, и нам не хватает данных о Венере.
Венера, возможно, изначально вращалась, как и все остальные планеты, против часовой стрелки, но в какой-то момент существования планеты ее ось вращения могла сместиться из-за так называемого «трения ядра и мантии»
Трение ядра с мантией, буквально трение между внутренним ядром планеты и мантией, могло привести к уменьшению скорости ее вращения и даже повлиять на ее наклон (или наклон ее оси).
Вполне возможно, что на Венере из-за такого трения планета фактически перевернулась на 180˚ и уже навсегда осталась в таком положении.
Но происходило ли на Венере когда-либо такое трение ядра и мантии, по-прежнему неизвестно.
© NASAПланета ВенераПо мере того, как мы находим все больше и больше экзопланет, мы в итоге начнем получать статистические данные о наклоне их осей и скорости вращения, говорит Уэй. Надеюсь, что это позволит исследователям в ближайшие 10-20 лет выдвинуть некоторые статистически значимые гипотезы, говорит он.
По словам Уэя, медленное вращение Венеры, возможно, важнее, чем направление ее вращения. Дело в том, что скорость вращения может играть ключевую роль в формировании климата планет, которые получают большее количество излучения от своих родительских звезд.
Однако, по словам Уэя, единственная возможность разгадать загадку, связанную с вращением Венеры, в обозримом будущем, это намеченный запуск станции «Венера-4» в рамках возглавляемого Россией международного проекта, подготовка которого ведется четыре года и для реализации которого создана Объединенная научная рабочая группа Роскосмос/ИКИ — НАСА (JSDT).
В октябре Уэй прилетает в Москву, чтобы представить свои идеи о потенциальных научных целях проекта «Венера-4» и местах посадки на поверхности планеты. Вероятным местом посадки станции на Венере будет одна из больших вулканических равнин.
«До сих пор агентство НАСА только вносило средства для изучения проекта и возможного участия в нем НАСА», — говорит Уэй. Но он говорит, что НАСА может предоставить оборудование для осуществления полета. Возможно, это будет экспериментальное оборудование и аппаратура, установленные на аэростате, или наземная станция, спускаемая на поверхность.
Если Россия обеспечит финансирование проекта «Венера-4» и осуществит запуск в ближайшем десятилетии, ученые попытаются оценить условия для длительного пребывания на Венере в прошлом и в настоящее время с помощью орбитального аппарата, посадочного модуля и одной или нескольких наземных станций, на которых могут быть установлены сейсмические приборы. Идея заключается в том, что спускаемые на поверхность станции могут выдерживать давление на поверхности, в 93 раза превышающее давление на Земле, и температуру 462˚С (864˚F), возможно, до нескольких недель.
Если «Венера-Д» обнаружит странные изотопные аномалии, которые можно объяснить только столкновением с небесным телом, это могло бы помочь разгадать загадку, связанную с вращением Венеры, говорит Уэй.
Насколько действительно важно направление вращения?
Как пишут авторы заметки, опубликованной в 2018 году в журнале Journal of Earth System Dynamics, посвященном вопросам изучения динамики земной системы, компьютерное моделирование атмосферы Земли показывает, что если придать нашей собственной современной планете ретроградное вращение, это, скорее всего, приведет к серьезным изменениям континентального климата и структуры осадков.
Могли ли такие серьезные изменения континентального климата в какой-то мере повлиять на возможность возникновения жизни на Земле?
Мы не знаем, говорит Уэй, мы даже не знаем, когда и где появилась жизнь на Земле.
Как не знаем и того, когда может быть разгадана загадка вращения Венеры.
Вероятно, она будет разгадана лишь после того, как мы отправим на Венеру исследовательские аппараты, «венероходы», подобные лучшим аппаратам, которые сегодня исследуют Марс, говорит Уэй.
«Но прежде чему нас появится такая возможность, пройдет, наверное, не один десяток лет», — добавил он.
Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.
Астрономы поняли, почему Венера вращается медленнее
Эксперты из США выяснили, что устойчивые структуры в атмосфере Венеры создаются внутренними гравитационными волнами. Эти волны также способны замедлять вращение планеты.
Венеру часто называют «злым близнецом» Земли из-за сходства между ними и из-за совершенно противоположных условий для жизни. Венера, как и Уран, вращается по ретроградное оси (в обратном направлении по отношению к вращению Солнца) и делает это чрезвычайно медленно: один день на Венере длится около 243 земных дней. Однако атмосфера Венеры вращается примерно в 60 раз быстрее, чем сама планета, делая полный оборот раз в четыре дня. Это явление называется суперротацией и приводит к безумной скорости ветра в атмосфере планеты: до 400 километров в час.
Несмотря на это, в атмосфере Венеры формируются устойчивые структуры. В декабре 2015 года на высоте 65 километров над поверхностью была зафиксирована структура, получившая название «улыбка Венеры» из-за своей формы. Аномалия находилась в определенном месте (над возвышенностью) четыре дня, затем исчезла.
Теперь эксперты из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе изучили снимки «улыбки» и выяснили, что структура возникла благодаря атмосферным гравитационным волнам. Возникновение внутренних гравитационных волн происходит, например, при обтекании горных массивов ветровыми потоками. Томас Наварро (Thomas Navarro) и его команда провели компьютерное моделирование планеты и ее атмосферы. Они обнаружили, что эти волны также могут повлиять на вращение планеты, вызывая колебания атмосферного давления, которые замедляют вращение на несколько минут в день. Это открытие объясняет несоответствия в измерениях скорости вращения Венеры, которые проводились ранее. Четкое понимание гравитационных механизмов поможет разобраться в устройстве планеты, понять природу ее ядра и в конечном итоге выяснить, что вызывает необычное вращение Венеры.
Фото: JAXA/Taguchi et. al./Nature Geoscience
Астраномія. Планеты
Венера в естественных цветах |
• Венера – вторая планета Солнечной системы. • Средний радиус: 6051.8 ± 1.0 км. • Масса: 4.8685 × 1024 кг или 0.815 массы Земли. • Средняя плотность: 5.204 г/см³. • Венера — самый яркий объект на ночном небе за исключением Луны, и достигает видимой звёздной величины в −4,6m. • Сферическое альбедо равно 0,78. • У Венеры отсутствуют естественные спутники.
Среднее расстояние Венеры от Солнца 108 млн. км (0,723 а. е.). Орбита очень близка к круговой (e = 0,0068). Период обращения вокруг Солнца равен 224,7
суток; средняя орбитальная скорость — 35 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 3,4°. Венера вращается вокруг своей оси, отстоящей от перпендикуляра к плоскости орбиты на 2°, в направлении, противоположном направлению вращения большинства
планет.
Один оборот вокруг оси занимает 243,02 суток.
Венера в УФ диапазоне |
Облачный покров вращается с востока на запад с периодом 4 суток. Таким образом, на уровне облачного покрова дуют
ветры со скоростью 100 м/с. Вблизи поверхности скорость ветра составляет около 1 м/с. В атмосфере Венеры обнаружен озоновый слой, расположенный на высоте около 100 км (намного выше земного). Венерианский озоновый слой содержит на
два порядка меньше озона, чем земной. Предполагается, что озоновый слой на Венере образуется под действием солнечного излучения из углекислого газа. В венерианской атмосфере молнии бьют в два раза чаще, чем в земной. Природа такой электрической активности пока неизвестна.Венера по данным радиолокационных измерений |
Поверхность Венеры по данным КА «Венера-13» |
Тепловая инерция атмосферы настолько
велика, что, несмотря на медленное вращение планеты, перепада температур между дневной и ночной стороной планеты не наблюдается. Из-за парникового
эффекта вблизи поверхности Венеры исключена всякая возможность существования жидкой воды.Ударный кратер и потухший вулкан |
Горы Максвелла |
Горы Максвелла на земле Иштар возвышаются на 11 км над
средним уровнем поверхности. Ударных кратеров на Венере сравнительно немного, всего около 1000.Согласно наиболее реалистичной модели внутреннего строения Венеру, у неё есть три оболочки. Первая – кора толщиной примерно 16 км. Далее – мантия, или силикатная оболочка, которая простирается на глубину около 3300 км. В центре планеты – железное ядро, масса которого составляет около четверти всей массы планеты. Поскольку собственное магнитное поле у Венеры отсутствует, следует считать, что в железном ядре нет перемещения заряженных частиц (электрического тока), вызывающего магнитное поле. Следовательно, движения вещества в ядре не происходит, и оно находится в твёрдом состоянии.
| Your browser does not support the video tag. Внутреннее строение Венеры |
Почему Венера вращается не в ту сторону?
На чтение 4 мин. Просмотров 145 Опубликовано
В нашей Солнечной системе полно чудес и загадок. И одна из них звучит так — почему планета Венера вращается вокруг своей оси в направлении, которое противоположно вращению остальных планет?
Период вращения Венеры не может быть определен с помощью телескопических наблюдений ее поверхности в оптическом диапазоне. Потому что этому мешает плотная атмосфера планеты. Поэтому астрономы использовали для этих целей радиолокацию. При проведении подобных работ было обнаружено, что период вращения Венеры составляет 243,09 ± 0,18 земных суток. И, что весьма интересно, выяснилось что Венера вращается в ретроградном, то есть обратном относительно других планет направлении.
Венера вращается наоборотДавайте представим, что мы взлетели перпендикулярно плоскости эклиптики. То есть воображаемой плоскости, в которой вращаются все планеты Солнечной системы. И смотрим вниз на нее с ее «северного полюса». Что же мы увидим? Мы увидим, что планеты вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки.
И вокруг своей оси вращаются тоже против часовой стрелки. Почти все, за исключением Венеры. Венера вращается в противоположном направлении. Но почему почти все? Потому что ось вращения Урана тоже имеет аномалию. Она сильно наклонена к плоскости эклиптики. И поэтому Уран вращается вокруг Солнца практически «лежа на боку». И делает это, как и Венера, в противоположном относительно других планет направлении.
Чем объясняют ученые подобные странности во вращении Венеры и Урана? В течение многих лет считалось, что в случае с Венерой виновником подобной аномалии является Земля. Астрономы заметили один любопытный факт. Венера вращается таким образом, что делает полный оборот вокруг своей оси три раза за 729,27 земных суток. А Земля дважды за это время обращается вокруг Солнца (728,50 суток). Это позволило ученым предположить, что Земля и Венера находятся в состоянии приливного резонанса 3:2.
В Солнечной системе есть много тел, которые, по-видимому, связаны различными видами орбитальных резонансов.
Особенно это отчетливо прослеживается между некоторыми семействами астероидов и Юпитером. Похоже, что и Меркурий связан каким-то резонансом с Солнцем. Поскольку его сутки (58,646 земных суток) и год (87,969 земных суток) также находятся в соотношении 3:2.
Силы, действующие на вращающиеся тела, приводят к своеобразной «орбитальной акробатике». Представьте, что Вы взяли волчок и раскрутили его. Через какое-то время он начнет колебаться. Этот процесс называется прецессией. Так же происходит и с планетами. Ось Земли, например, совершает циклические колебания с периодом в 26 000 лет с амплитудой в десятки градусов. Это происходит из-за влияния притяжения Луны. Но, в случае с Венерой, сравнительно небольшие гравитационные силы, которые ввели ее в резонанс 3: 2 с Землей, кажутся недостаточно сильными, чтобы сделать ее вращение ретроградным.
Современные ученые в большинстве своем склоняются к тому, что Венера вращается таким образом потому, что в древности с ней произошло какое-то драматическое событие.
И произошло оно во время формирования этой планеты (и Урана соответственно). Крупные кратеры, которые астрономы наблюдают на различных планетарных поверхностях, свидетельствуют о том, что вскоре после того, как планеты сформировались, еще могли существовать некоторые крупные протопланеты, вращающиеся вокруг Солнца. Одна из них, возможно, столкнулась с Землей. При этом в космос был выброшен материал, который позднее стал Луной. Спутники внешних планет, вероятно, являются представителями древней популяции подобных тел.
Венера, возможно, когда-то столкнулась с одним из подобных объектов. Но в этом случае, в отличие от случая с Землей, выброшенный материал не образовал новый спутник. А был поглощен телом Венеры. Масса и кинетическая энергия этого объекта могла внести сильный угловой момент в параметры вращения планеты. В результате направление и скорость этого вращения серьезно изменились по сравнению с ее начальным состоянием. Которое могло быть когда-то очень похожим на земное. И, вероятно, результатом этого древнего столкновения является ретроградное вращение Венеры в наше время.
Эту теорию можно распространить и на Уран. И это столкновение, вероятно, произошло до того, как сформировались его спутники. Их орбитальные плоскости выглядят весьма стандартно. То есть лежат практически в плоскости экватора Урана. И не показывают никаких свидетельств драматического гравитационного события, такого как столкновение крупных тел.
GISMETEO.RU: Раскрыта загадка супервращения атмосферы Венеры — Наука и космос
По сравнению с Землей Венера вращается вокруг своей оси в неторопливом темпе: один полный оборот у нее занимает 243 земных дня. Но при этом горячая и смертоносная атмосфера Венеры вращается почти в 60 раз быстрее, чем ее поверхность: ее оболочка совершает полный оборот вокруг планеты за 96 часов — эффект, известный как супервращение.
© JAXA/PLANET-C Project TeamЭто загадочное явление наблюдается не только на Венере, но и на самой большой луне Сатурна — Титане. Предыдущие исследования показали: чтобы так вращаться, атмосфера Венеры должна обладать достаточным угловым моментом — величиной импульса, который тело приобретает из-за своего вращения, — чтобы преодолеть трение с поверхностью планеты.
Однако было неясно, что является источником этого углового момента.
Ученые проанализировали данные японского космического зонда «Акацуки», который вращался вокруг Венеры с 2015 года. Они сфокусировались на облачном слое Венеры, скорость вращения которого в районе экватора достигает около 395 км/ч.
Основываясь на ультрафиолетовых изображениях и тепловых инфракрасных данных зонда, ученые разработали способ отслеживания движения облаков Венеры с целью картирования ветров планеты и циркуляции тепла в атмосфере. Ученые обнаружили, что атмосфера Венеры получила момент импульса через тепловые приливы, которые представляют собой изменения атмосферного давления, вызванные солнечным нагревом вблизи экватора планеты. Они также обнаружили, что планетарные волны в атмосфере, а также крупномасштабная атмосферная турбулентность действовали против этого эффекта от тепловых приливов.
Экзопланеты с синхронным вращением имеют одну темную сторону, которая всегда скрыта от звезды, и одну сторону, постоянно залитую солнечным светом.
Можно было бы предположить, что дневные стороны этих экзопланет горячие, а ночные — холодные, а условия для жизни наиболее благоприятны в сумеречной зоне. Однако, по словам авторов исследования, супервращение может уравновесить разницу температуры между дневными и ночными периодами.
В дальнейшем ученые намерены выяснить, как атмосферное супервращение на Венере оставалось стабильным с течением времени.
Исследование опубликовано в журнале Science.
Почему Венера вращается не в ту сторону
Реклама| Изображение: NASA |
Соседняя с нами планета Венера во многих отношениях необычна. Во-первых, он вращается в противоположном направлении от большинства других планет, включая Землю, так что на Венере солнце восходит на западе. Не то чтобы это случается часто: день здесь длится немногим более 243 земных дней, что фактически делает его длиннее, чем венерианский год, который составляет всего около 224 земных дней.
Многие ученые считают, что долгие дни — результат сильного притяжения Солнца на планете. (Меркурий, который даже ближе к Солнцу, также имеет довольно длинные дни: три на каждые два года Меркурия). Но ученые все еще озадачены ретроградным или обратным вращением Венеры. Теперь группа ученых из французского исследовательского института Astronomie et Systemes Dynamiques предложила новое объяснение, опубликованное в выпуске Nature на этой неделе.
Текущая теория утверждает, что Венера изначально вращалась в том же направлении, что и большинство других планет, и, в некотором смысле, продолжает вращаться: в какой-то момент она просто перевернула свою ось на 180 градусов.Другими словами, он вращается в том же направлении, что и всегда, только вверх ногами, так что при взгляде на него с других планет вращение кажется обратным. Ученые утверждали, что гравитационное притяжение Солнца в очень плотной атмосфере планеты могло вызвать сильные атмосферные приливы. Такие приливы в сочетании с трением между мантией Венеры и ядром могли в первую очередь вызвать переворот.
Александр Коррейра и Жак Ласкар предполагают, что Венера, возможно, вообще не перевернулась.Вместо этого они предлагают замедлить его вращение до полной остановки, а затем изменить направление. Принимая во внимание факторы, упомянутые выше, а также приливные эффекты от других планет, команда пришла к выводу, что ось Венеры могла сместиться в различные положения на протяжении всей эволюции планеты. Независимо от того, перевернулся он или нет, он обязательно установится в одно из четырех стабильных состояний вращения — два в любом направлении. Исследователи добавляют, что Венера будет более стабильной в одном из двух состояний ретроградного вращения.По сути, то, что Венера начала вращаться не в ту сторону, было лишь вопросом времени.
ОБ АВТОРЕ (-И)
Последние статьи Харальда Франзена
Прочтите следующее
Информационный бюллетень
Станьте умнее. Подпишитесь на нашу новостную е-мэйл рассылку.
Поддержка научной журналистики
Scientific American Space & Physics — это сводка самых важных историй о Вселенной и за ее пределами.
Тайна странного вращения атмосферы Венеры может быть наконец раскрыта
Тайна, лежащая в основе того, почему атмосфера Венеры вращается намного быстрее, чем поверхность планеты, может быть наконец решена, как показало новое исследование.
Открытие может помочь пролить свет на то, насколько на самом деле могут быть обитаемыми далекие экзопланеты или миры за пределами нашей Солнечной системы, считают исследователи.
По сравнению с Землей, Венера медленно вращается вокруг своей оси, а ее поверхности требуется 243 земных дня, чтобы совершить один оборот. Однако горячая и смертоносная атмосфера Венеры вращается почти в 60 раз быстрее, чем ее поверхность, вращаясь вокруг планеты каждые 96 часов — эффект, известный как супервращение.
Связанный: 10 самых странных фактов о Венере
Это загадочное явление атмосферного супервращения наблюдается не только на Венере, но и на самом большом спутнике Сатурна, Титане.
Предыдущие исследования показали, что для того, чтобы произошло это супервращение, атмосфера Венеры должна обладать достаточным угловым моментом — количеством импульса, которое тело имеет из-за своего вращения, — чтобы преодолеть трение с поверхностью планеты. Однако было неясно, каков именно источник этого углового момента.
Чтобы пролить свет на эту загадку, ученые проанализировали данные японского космического зонда Akatsuki, который вращается вокруг Венеры с 2015 года.Они сосредоточились на супервращении в облачном слое Венеры, где скорость вращения самая высокая, достигая около 245 миль в час (395 км / ч) в области, окружающей экватор.
На основе ультрафиолетовых изображений и данных теплового инфракрасного излучения, полученных от Акацуки, ученые разработали способ отслеживания движения венерианских облаков, чтобы составить карту ветров планеты и способов распространения тепла в атмосфере.
Это помогло исследователям получить представление о том, как угловой момент распределялся по верхнему слою облака, расположенному на высоте около 42 миль (70 километров).Это, в свою очередь, помогло им оценить силы, поддерживающие супервращающуюся атмосферу.
«Лично наш успех в этом стал для меня самым большим сюрпризом», — сказал Space.com ведущий автор исследования Такеши Хориноути, планетолог из Университета Хоккайдо в Саппоро, Япония.
Эта схематическая иллюстрация показывает, как поддерживается супервращение атмосферы Венеры. (Щелкните верхний правый угол, чтобы увеличить изображение.) (Изображение предоставлено командой проекта JAXA / PLANET-C) Ученые обнаружили, что атмосфера Венеры получила угловой момент через тепловые приливы, которые представляют собой вариации атмосферного давления, вызванные солнечным нагревом вблизи экватор планеты.Они также обнаружили, что волны планетарного масштаба в атмосфере, а также крупномасштабная атмосферная турбулентность работали против этого эффекта от тепловых приливов.
«Было предположение, что тепловые приливы могут способствовать ускорению супервращения, но я думаю, что основное предположение было другим, так что это было неожиданностью», — сказал Хориноути.
Эти находки могут пролить свет на обитаемость экзопланет, заблокированных приливом, — миров, каждый из которых имеет одну темную сторону, которая всегда обращена в сторону от своей звезды, и одну сторону, залитую постоянным солнечным светом.Можно было ожидать, что дневная сторона этих экзопланет будет горячей, а ночная сторона — холодной, и что условия для жизни, какими мы их знаем, могут быть наиболее благоприятными в сумеречной зоне между этими сторонами. Однако, по словам Хориноути, супервращение может уравновесить разницу температур между дневной и ночной сторонами.
Будущие исследования могут выяснить, как супервращение атмосферы на Венере оставалось стабильным с течением времени, сказал Хориноути.
Ученые подробно рассказали о своих выводах в выпуске журнала Science от 24 апреля.
Подписывайтесь на Charles Q. Choi в Twitter @cqchoi . Следуйте за нами в Twitter @Spacedotcom и на Facebook .
Венера: горячая, адская и вулканическая планета
Венера, вторая планета от солнца , названа в честь римской богини любви и красоты и является единственной планетой, названной в честь женщины. Венера, возможно, была названа в честь самого красивого божества пантеона, потому что она сияла ярче всех пяти планет, известных древним астрономам.
В древние времена Венера часто считалась двумя разными звездами , вечерней звездой и утренней звездой, то есть теми, которые впервые появились на закате и восходе солнца. На латыни они были соответственно известны как Веспер и Люцифер. В христианские времена Люцифер, или «несущий свет», стал известен как имя сатаны до его падения. Однако дальнейшие наблюдения Венеры в космическую эру показывают очень адскую среду. Это делает Венеру очень сложной планетой для наблюдения с близкого расстояния, потому что космические корабли недолго живут на ее поверхности.
Связано: Планета Венера: Проверь себя фактами о Венере
Физические характеристики
Венеру и Землю часто называют близнецами, потому что они похожи по размеру, массе, плотности, составу и силе тяжести. Размер Венеры лишь немного меньше нашей родной планеты, ее масса составляет около 80% от массы Земли.
Внутренняя часть Венеры состоит из металлического железного ядра шириной примерно 2400 миль (6000 км). Расплавленная каменистая мантия Венеры имеет толщину примерно 1200 миль (3000 км).Кора Венеры в основном состоит из базальта и, по оценкам, в среднем имеет толщину от 6 до 12 миль (от 10 до 20 км).
Венера — самая горячая планета Солнечной системы. Хотя Венера не самая близкая к Солнцу планета, ее плотная атмосфера улавливает тепло в безудержной версии парникового эффекта, который нагревает Землю. В результате температура на Венере достигает 880 градусов по Фаренгейту (471 градус Цельсия), что более чем достаточно для плавления свинца.
Космические корабли выжили всего через несколько часов после приземления на планету, прежде чем были уничтожены.
Атмосфера Венеры также адская, она состоит в основном из углекислого газа с облаками серной кислоты и лишь незначительного количества воды. Атмосфера тяжелее, чем у любой другой планеты, что приводит к поверхностному давлению, которое более чем в 90 раз превышает земное — аналогично давлению, которое существует на глубине 3300 футов (1000 метров) в океане. Невероятно, но в начале истории Венеры планета могла быть обитаемой, согласно моделям исследователей из Института космических исследований имени Годдарда НАСА.
Поверхность Венеры чрезвычайно сухая. Во время своей эволюции ультрафиолетовые лучи солнца быстро испаряли воду, сохраняя планету в длительном расплавленном состоянии. Сегодня на его поверхности нет жидкой воды, потому что палящее тепло, создаваемое его наполненной озоном атмосферой, заставит воду выкипеть.
Связано: Внутри планеты Венера (Инфографика)
Примерно две трети поверхности Венеры покрыты плоскими гладкими равнинами, омраченными тысячами вулканов, некоторые из которых действуют до сих пор, начиная с около 0.От 5 до 150 миль (от 0,8 до 240 километров) в ширину, с потоками лавы, прорезающими длинные извилистые каналы, длина которых превышает 3000 миль (5000 км) — больше, чем на любой другой планете.
Шесть горных регионов составляют около одной трети поверхности Венеры. Один горный хребет, называемый Максвелл, имеет длину около 540 миль (870 км) и достигает около 7 миль (11,3 км) в высоту, что делает его самым высоким элементом на планете.
У Венеры также есть ряд особенностей поверхности, которые не похожи ни на что на Земле.Например, у Венеры есть короны или короны — кольцевые структуры, ширина которых варьируется от 95 до 1300 миль (от 155 до 2100 км). Ученые считают, что они образовались, когда горячий материал под корой поднялся вверх, искривляя поверхность планеты.
У Венеры также есть тессеры, или плитки — возвышенности, в которых множество гребней и долин сформировалось в разных направлениях.
С условиями на Венере, которые можно охарактеризовать как адские, древнее название Венеры — Люцифер — кажется подходящим. Однако это имя не имело дьявольского подтекста; Люцифер означает «несущий свет», и если смотреть с Земли, Венера ярче любой другой планеты или даже любой звезды в ночном небе из-за ее сильно отражающих облаков и близости к нашей планете.
Связано: Планеты Венера и Юпитер владеют ночью (инфографика)
Орбитальные характеристики
Венера вращается вокруг своей оси за 243 земных дня, что является самым медленным из всех больших планет. И из-за этого вялого вращения его металлическое ядро не может генерировать магнитное поле, подобное земному. Магнитное поле Венеры в 0,000015 раз больше магнитного поля Земли.
Если смотреть сверху, Венера вращается вокруг своей оси в направлении, противоположном направлению большинства планет. Это означает, что на Венере кажется, что солнце встает на западе и заходит на востоке. На Земле кажется, что солнце встает на востоке и заходит на западе.
Венерианский год — время, необходимое для обращения вокруг Солнца — составляет около 225 земных дней. Обычно это означало бы, что дни на Венере будут длиннее, чем годы. Однако из-за любопытного ретроградного вращения Венеры время от одного восхода до следующего составляет всего 117 земных дней. В последний раз мы видели транзит Венеры перед Солнцем в 2012 году, а в следующий раз будет в 2117 году.
Связано: Прохождение Венеры 202: Удивительные фотографии Skywatchers
Вот некоторые параметры Венеры по данным НАСА:
- Среднее расстояние от Солнца: 67 237 910 миль (108 208 930 км). Для сравнения: в 0,723 раза больше, чем на Земле.
- Перигелий (ближайшее приближение к Солнцу): 66 782 000 миль (107 476 000 км). Для сравнения: в 0,730 раза больше, чем на Земле.
- Афелий (самое дальнее расстояние от Солнца): 67 693 000 миль (108 942 000 км). Для сравнения: 0.В 716 раз больше, чем на Земле.
Климат на Венере
Самый верхний слой облаков Венеры проносится вокруг планеты каждые четыре земных дня, движимый ветрами ураганной силы, движущимися примерно со скоростью 224 миль в час (360 км / ч). Это сверхротация атмосферы планеты, примерно в 60 раз быстрее, чем вращается сама Венера, может быть одной из самых больших загадок Венеры.
Облака также несут следы метеорологических явлений, известных как гравитационные волны, возникающие, когда ветер дует над геологическими объектами, вызывая подъемы и падения слоев воздуха.Ветры у поверхности планеты намного медленнее, по оценкам, всего несколько миль в час.
Необычные полосы в верхних слоях облаков Венеры называют «синими поглотителями» или «поглотителями ультрафиолета», потому что они сильно поглощают свет в синем и ультрафиолетовом диапазонах волн. Они поглощают огромное количество энергии — почти половину всей солнечной энергии, которую поглощает планета. Таким образом, они, кажется, играют важную роль в сохранении такой адской Венеры. Их точный состав остается неопределенным; Некоторые ученые предполагают, что это может быть даже жизнь, хотя нужно исключить многие вещи, прежде чем этот вывод будет принят.
Связанный: 10 самых странных фактов о Венере
Космический корабль Venus Express, миссия Европейского космического агентства, работавшая в период с 2005 по 2014 год, обнаружила свидетельства наличия молнии на планете, которая образовалась в облаках серной кислоты, в отличие от Земные молнии, образующиеся в облаках воды. Молния Венеры уникальна в Солнечной системе. Молния представляет особый интерес для ученых, потому что вполне возможно, что электрические разряды от молнии могут помочь сформировать молекулы, необходимые для запуска жизни, что, по мнению некоторых ученых, произошло на Земле.
Долгоживущий циклон на Венере, впервые наблюдаемый в 2006 году, кажется, находится в постоянном потоке, причем элементы постоянно распадаются и реформируются.
Исследования и исследования
Соединенные Штаты, Советский Союз, Европейское космическое агентство и Японское агентство аэрокосмических исследований отправили на Венеру много космических аппаратов — на данный момент их более 20. В 1962 году спутник NASA Mariner 2 приблизился к Венере на расстояние 21 600 миль (34 760 км), что сделало его первой планетой, которую наблюдал проходящий космический корабль.Советский Союз «Венера-7» был первым космическим кораблем, приземлившимся на другой планете, приземлившись на Венере в декабре 1970 года. «Венера-9» вернула первые фотографии поверхности Венеры. Первый венерианский орбитальный аппарат, NASA Magellan, сгенерировал карты 98% поверхности планеты, на которых были показаны детали размером до 330 футов (100 метров) в поперечнике.
Экспресс Venus Express Европейского космического агентства провел восемь лет на орбите вокруг Венеры с большим набором инструментов и подтвердил присутствие там молний.В августе 2014 года, когда спутник начал завершать свою миссию, диспетчеры провели месячный маневр, в результате которого космический корабль погрузился во внешние слои атмосферы планеты. Venus Express пережил смелое путешествие, затем перешел на более высокую орбиту, где провел несколько месяцев. К декабрю 2014 года у космического корабля закончилось топливо, и в конечном итоге он сгорел в атмосфере Венеры.
Изображение Венеры, основанное на данных, полученных с японского космического корабля Акацуки, который в настоящее время находится на орбите нашего соседа.(Изображение предоставлено командой проекта Planet-C / JAXA)Японская миссия Акацуки была запущена к Венере в 2010 году, но главный двигатель космического корабля вышел из строя во время основного выведения на орбиту, в результате чего корабль полетел в космос. Используя двигатели меньшего размера, японская команда успешно выполнила ожог, чтобы скорректировать курс космического корабля. Последующее возгорание в ноябре 2015 года вывело Акацуки на орбиту вокруг планеты. В 2017 году Акацуки заметил еще одну огромную «гравитационную волну» в атмосфере Венеры. Космический корабль по сей день вращается вокруг Венеры, изучая погодные условия на планете и ища действующие вулканы.
По крайней мере, в конце 2019 года НАСА и Институт космических исследований Российской академии наук обсуждали сотрудничество в рамках миссии «Венера-Д», которая будет включать в себя орбитальный аппарат, посадочный модуль и, возможно, дирижабль на солнечной энергии.
«Мы находимся на этапе написания ручки и бумаги, когда рассматриваем, на какие научные вопросы мы хотим, чтобы эта миссия ответила, и какие компоненты миссии лучше всего ответят на эти вопросы», — сказала Трейси Грегг, планетарный геолог Университет в Буффало, сказал Space.com в 2018 году. «Самая ранняя возможная дата запуска, на которую мы будем смотреть, — 2026 год, и кто знает, сможем ли мы это сделать».
В последние годы НАСА профинансировало несколько концепций миссий на очень ранней стадии, которые могли бы смотреть на Венеру в ближайшие десятилетия, в рамках программы НАСА Innovative Advanced Concepts Program. Это включает в себя марсоход «стимпанк», который будет использовать рычаги старой школы вместо электроники (которая будет работать в атмосфере Венеры), и воздушный шар, который будет проверять Венеру с малых высот. Отдельно некоторые исследователи НАСА изучали возможность использования дирижаблей для исследования более умеренных регионов атмосферы Венеры.
Дополнительные ресурсы:
- Посмотрите это видео, чтобы узнать, как Венера может рассказать нам о планетах за пределами Солнечной системы.
- Вот график всех космических полетов к Венере, составленный НАСА.
- Прочтите о различных типах космических кораблей, которые мы могли бы отправить к Венере.
Эта статья была обновлена 16 января 2020 г. автором Space.com Джоанной Вендель.
Венера, обратное вращение и период обращения
Орбита Венеры вокруг Солнца по сравнению с Землей
Венера вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите, которая является самой круглой из планет .Разница между афелием и перигелием составляет всего 1,5 миллиона километров, что означает, что его орбитальный эксцентриситет составляет всего 0,007. Для сравнения, у Земли 0,0167.
Наклон орбиты Венеры к плоскости эклиптики составляет около 3 ° 24 ‘. Венера вращается вокруг Солнца в том же направлении, что и все другие планеты, и время одного полного путешествия составляет 224,70096 земных дней.
Ретроградное вращение Венеры (вокруг собственной оси)
Период вращения Венеры вокруг собственной оси долгое время был неизвестен.Астрономы заметили мелкие детали в атмосфере Венеры, которые предполагали, что облака вращались примерно за 4 дня в направлении, противоположном направлению орбиты Венеры.
Наконец, в 1962 году радар проник сквозь облака и позволил нам измерить период вращения планеты. Скорость вращения Венеры очень низкая: она совершает один оборот за 243,0185 земных суток за , тогда как Земля поворачивается за один оборот. Планета вращается по часовой стрелке, если смотреть с северного полюса. Солнце встает на западе. Мы называем это ретроградным вращением (назад по сравнению с Землей и большинством других планет).
Роль планетарного вращения. Разница между быстрым и медленным вращением. (Источник: Pearson Education)
Дневной ночной цикл и продолжительность года на Венере
Итак, планете требуется 243 дня, чтобы повернуться вокруг своей оси , и 224,7 дня, чтобы вращаться вокруг Солнца. : год на Венере, следовательно, короче звездных суток (0,924 дня, если быть точным).
Причина этого ретроградного вращения до сих пор не выяснена. Наиболее вероятное объяснение — столкновение гиганта с другим крупным телом во время фазы формирования планеты.Атмосфера Венеры также могла сыграть роль: нагретая солнечным излучением, она сгущалась; тогда приливные силы, действующие на Венеру, могли бы замедлить ее вращение до точки остановки планеты и даже заставить ее повернуться в другом направлении.
Это медленное ретроградное вращение является причиной того, что солнечные сутки короче звездных суток. Последние более продолжительны для планет с антероградным вращением. На Земле, например, солнечные сутки в среднем составляют 24 часа, а звездные сутки — 23 часа 56 минут 4.09с.
На Венере солнечные сутки составляют чуть меньше половины звездных суток, т.е. 116 и ¾ земных суток (116d 18h). Это означает, что в одном звездном дне должно быть чуть больше 2 полных солнечных дней! Венерианские дни и ночи длятся почти 2 земных месяца (58d 9h). Однако плотная атмосфера, вероятно, вызывает очень постепенные сумерки и рассветы.
Почему Венера и Уран вращаются в неправильном направлении?
Космос предлагает астрономам разгадывать множество загадок, и в нашей Солнечной системе есть одна, которая не была объяснена на протяжении десятилетий: почему Венера и Уран вращаются в разных направлениях к другим планетам вокруг Солнца?
Венера вращается вокруг своей оси с востока на запад, а Уран так сильно наклонен, что фактически вращается на боку.Все остальные планеты, включая нашу, вращаются с запада на восток, и ученые не выяснили почему.
Планеты действительно должны вращаться одинаково: наша Солнечная система была сформирована коллапсирующим и вращающимся облаком газа, и считается, что направление вращения большинства планет (например, Земли) было перенесено из этого древнего вращения.
Но Венера и Уран — исключения: у них есть так называемое ретроградное вращение, вращающееся против вращения Солнца.Но как это возможно?
Одна из самых давних гипотез заключается в том, что Венера и Уран изначально вращались против часовой стрелки — как Земля и другие планеты все еще вращаются — но в какой-то момент были поражены массивными объектами (возможно, другими планетами), которые заставили их вращаться в разных направлениях. направления.
В последние годы астрономы искали другие объяснения, независимо исследуя Венеру и Уран.
В 2011 году моделирование показало, что несколько более мелких столкновений, а не одно большое столкновение, выбили вращение Урана на угол в 98 градусов.Это также может объяснить, почему луны планеты вращаются под одним и тем же углом — что было бы маловероятно, если бы произошло всего одно сильное попадание.
Альтернативное объяснение, выдвинутое астрономами в 2009 году, состоит в том, что на Уране когда-то был большой спутник, гравитационное притяжение которого заставило планету упасть на бок. В конце концов, Луна могла быть сбита с орбиты другой планетой, что немного похоже на игру в космический пинбол.
Что касается Венеры, нашего ближайшего соседа, ученые предположили, что она сначала вращалась против часовой стрелки, затем замедлилась, чтобы стать почти статичной, а затем начала вращаться по часовой стрелке, как сейчас.
Это могло бы объяснить очень низкую скорость вращения планеты сегодня — Венере требуется 243 земных дня, чтобы полностью повернуться, и всего 225 земных дней, чтобы вращаться вокруг Солнца. Итак, если бы вы жили на Венере, ваши дни были бы длиннее, чем ваши годы (а Солнце взошло бы на западе).
Как это происходит с планетой? Астрономы думают, что сильное гравитационное притяжение Солнца на плотную атмосферу Венеры; атмосферные приливы, которые могли бы создать; и приливные притоки с других планет, возможно, все вместе, чтобы изменить вращение планеты.
Эта идея о приливных моментах — когда плотная атмосфера на теплой, залитой солнцем стороне планеты отделяется от холодной стороны — является одним из наиболее надежных объяснений ретроградного вращения Венеры, наряду с планетным вращением. столкновение.
На данный момент, однако, никто на 100 процентов не уверен, что делает Венеру и Уран необычными в семействе планет нашей Солнечной системы.
Наш следующий внимательный взгляд на Венеру должен быть сделан во время пролета зонда BepiColombo, который в конечном итоге направляется к Меркурию и запускается в 2018 году.
Эта миссия может дать нам новые данные, которые помогут разгадать загадку — и мы будем внимательно следить.
Интересные факты о Венере | Королевские музеи Гринвича
Интересные факты о Венере
Знаете ли вы, что Венера перевернута? Расширьте свой кругозор с помощью этих восьми главных фактов о Венере, планете.
1. День на Венере длиннее годаВенера совершает один оборот вокруг своей оси дольше, чем один оборот вокруг Солнца.Это 243 земных дня на один оборот — самое длинное вращение любой планеты в Солнечной системе — и всего 224,7 земных дня на один оборот вокруг Солнца.
2. Венера горячее Меркурия, несмотря на то, что находится дальше от СолнцаСредняя температура 462 ° C. Это связано с высокой концентрацией углекислого газа в атмосфере Венеры, которая создает интенсивный парниковый эффект, удерживая тепло в атмосфере, как одеяло, и заставляя температуру планеты быть намного выше, чем можно было бы предположить из-за ее близости к Солнцу. .
Фаза Эволюции Венеры © Роджер Хатчинсон Планеты-победители, фотограф года Insight Astronomy 2017. 3. В отличие от других планет в нашей солнечной системе, Венера вращается вокруг своей оси по часовой стрелке.Все остальные планеты вращаются вокруг своей оси против часовой стрелки и вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки. Венера также вращается вокруг Солнца против часовой стрелки, но ее необычное вращение оси связано с перевернутым положением — она была сбита с вертикального положения ранее в своей истории! Астрономы считают, что в какой-то момент столкнувшееся небесное тело отклонило Венеру так далеко от ее первоначального положения, что теперь она перевернута.Единственная другая планета, которая вращается в странном направлении, — это Уран, который вращается на боку, вероятно, в результате другого столкновения в начале своей жизни.
4. Венера — второй по яркости естественный объект на ночном небе после ЛуныОблака серной кислоты в атмосфере Венеры делают ее отражающей и блестящей, а также закрывают нам вид на ее поверхность. Его яркость делает его видимым днем, если он ясный и вы знаете, где искать
Heavenly Neighbours © Сабер Карими, вошла в шорт-лист конкурса Insight Astronomy Photographer of the Year 2017. 5. Атмосферное давление на Венере в 90 раз превышает атмосферное давление ЗемлиЭто примерно то же самое, что давление на глубине 1 км в океанах Земли.
6. Венера названа в честь римской богини любви и красотыСчитается, что Венера была названа в честь красивой римской богини (аналог греческой Афродиты) из-за ее яркого сияющего вида в небе. Из пяти планет, известных древним астрономам, она была самой яркой.
7. Венера была первой планетой, движение которой было нанесено по небу еще во втором тысячелетии до нашей эры.Поскольку Венеру легко увидеть невооруженным глазом, невозможно сказать, кто открыл планету. Но на протяжении веков мы могли измерять движения Венеры, такие как редкое прохождение Венеры, когда планета появляется с Земли, чтобы пересечь ее перед Солнцем.
Прохождение Венеры © Пауль Хезе, астрономический фотограф года, получивший признание нашей Солнечной системы в 2012 году. 8. Мы склонны говорить «венерианский», а не «венерианский»Следуя правилам латыни, мы должны произносить «венерианский» как прилагательное для описания вещей, связанных с Венерой. Однако это считается слишком близким к слову «венерический». Более часто используемое слово — «венерианский», несмотря на его неуклюжую этимологию.
Узнать больше
Венера — Скорость вращения Венеры — планеты, поверхности, Венеры и
днейАтмосфера Венеры оптически толстая и обладает высокой отражающей способностью.Верхняя облачная дека имеет альбедо , равное 0,76, что означает, что она отражает 76% падающего на нее солнечного света. Кроме того, низко расположенные венерианские облака настолько плотны, что полностью закрывают любой оптический вид на поверхность планеты. Невозможность отслеживать изменения в деталях поверхности означала, что астрономы только недавно открыли истинную скорость вращения Венеры на .
В то время как атмосфера Венеры представляет собой непроницаемую пелену для оптических наблюдений, она прозрачна для радио и микроволнового излучения .Используя гигантский радиотелескоп в обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико, астрономы смогли отражать микроволновые сигналы от поверхности Венеры. Затем, проанализировав доплеровский сдвиг возвращенных сигналов, астрономы смогли определить скорость вращения планеты. Результаты были полной неожиданностью.
Микроволновое измерение скорости вращения Венеры показало, что планета вращается вокруг своей оси в направлении, противоположном тому, в котором она вращается вокруг Солнца. Если бы кто-то мог стоять на поверхности Венеры, восход солнца был бы на западе, а закат был бы на востоке, что прямо противоположно тому, что наблюдается на Земле.Если смотреть сверху, все планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки. Большинство планет также вращаются вокруг своей оси вращения против часовой стрелки. Единственными исключениями из этого правила являются планеты Венера, Уран и Плутон . Когда планета вращается вокруг своей оси в направлении, противоположном ее орбитальному движению , вращение называется ретроградным.
Венере требуется 243,01 дня, чтобы совершить один оборот вокруг своей оси. При такой низкой скорости вращения на самом деле требуется 18.У Венеры на один оборот вокруг своей оси на 3 дня больше, чем у планеты, чтобы сделать оборот вокруг Солнца. Венерианский день, то есть время от одного полудня до следующего, длится 116,8 земных дня. Любопытная взаимосвязь существует между продолжительностью венерианских суток и синдическим периодом планеты. Синдический период Венеры, то есть время, в течение которого планета должна повторить то же выравнивание по отношению к Земле и Солнцу, составляет 584 дня, и это в пять раз больше венерианских дней (584 = 5 × 116,8). Неизвестно, является ли этот результат простым совпадением или действием какого-то тонкого орбитального взаимодействия.Практическое следствие этой взаимосвязи состоит в том, что если наземный наблюдатель произведет два наблюдения Венеры с разницей в 584 дня, он «увидит» ту же сторону планеты, повернутую к Земле.
Поверхность Венеры скрыта плотным слоем облаков, состоящих из капель серной кислоты.