"Электрический ветер" иссушил Венеру
Ученые из США и Европы проанализировали данные спектрометра космического зонда "Венера-Экспресс" и на их основе рассчитали интенсивность электрического поля второй планеты Солнечной системы. Она оказалась во много раз больше, чем у Земли. Предположительно, это могло стать причиной потери планетой всего водяного пара. Соответствующая статья опубликована в Geophysical Research Letters.
Хотя Венера чрезвычайно похожа на Землю по ряду параметров, она практически лишена водяного пара. Это довольно странно, поскольку известно, что целый ряд экзопланет у других звёзд имеют в своей атмосфере много водяного пара, даже когда получают от светила больше излучения, чем Венера от Солнца. Ранее предпринималась попытка объяснить полное обезвоживание второй планеты столкновением с телом более 400 километров в диаметре. В теории подобный разогрев коры и мантии мог привести к быстрой потере воды, но только если столкновение произошло под прямым углом. Однако вероятность такого события не так уж и велика.
В ходе анализа данных спектрометра ASPERA-4 с борта "Венеры-Экспресс" (Европейское космическое агентство) ученые заметили странный эффект. Электроны, видимые во внешних слоях атмосферы планеты, почему-то не покидали её, даже когда имели значительные энергии. Единственной причиной этому может быть электрическое поле планеты, с помощью которого она удерживает электроны. Однако чтобы добиться наблюдаемого эффекта, этому полю нужно, по крайней мере, впятеро превосходить электрическое поле Земли.
Получив эту цифру, авторы работы решили выяснить, как такое сильное электрическое поле должно влиять на венерианскую атмосферу. Дело в том, что молекулы воды и углекислого газа в верхних слоях газовой оболочки под действием ультрафиолета могут распадаться. В этом случае на их основе формируются положительно заряженные ионы. Если отрицательно заряженные электроны удерживаются электрическим полем, то положительные ионы им, напротив, отталкиваются. Оказалось, что электрическое планетарное поле впятеро сильнее земного может выбрасывать в космос не только водород, но и ионы куда более тяжелого кислорода.
Это прояснило давнюю загадку Венеры – отсутствие там водяного пара. Более ранние модели предполагали, что после распада молекул воды в космос улетает только легкий водород, а кислород остаётся. Однако тогда над Венерой быстро возник бы озоновый слой, который резко замедляет дальнейший процесс распада молекул водяного пара. Такой слой делает невозможным быструю потерю воды в космос. Открытие мощнейшего электрического поля полностью изменяет картину: если озон также уносится в космос как и водород, то это позволяет поддерживать максимальную скоростью потери воды на протяжении длительного времени.
Авторы работы отмечают, что не знают, почему электрическое поле Венеры такое сильное. Они лишь предполагают, что это может быть как-то связно с тем, что эта планета получает больше ультрафиолета, чем Земля, но данная гипотеза нуждается в проверке. Учёные полагают, что открытый ими фактор следует учитывать при оценке жизненепригодности землеподобных планет в других звездных системах.