Новые расчеты усилили загадку темных узоров в облаках Венеры
Видимая Венера кажется почти ровным желтоватым диском, но в ультрафиолете ее верхние облака показывают резкие темные и светлые структуры. Эти детали известны около века, однако вещество, которое поглощает ультрафиолетовый и синий свет, до сих пор не установлено. В новой работе международная группа оценила, каким должен быть этот неизвестный поглотитель, чтобы объяснить наблюдаемую яркость планеты.
Исследование опубликовано в Astrobiology. Авторы совместили наблюдения Венеры с моделью переноса излучения. Такая модель учитывает, что капли сернокислотных облаков и молекулы атмосферы многократно рассеивают солнечный свет. Поэтому картинка, которую видит телескоп, не равна прямому спектру жидкости внутри облачных капель.
Руководитель работы Ян Спачек предложил мысленный лабораторный опыт: представить, что вещество венерианских облаков удалось собрать в кювету и поставить в спектрометр. В этом случае ученые могут говорить не только о яркости облака издалека, но и о коэффициенте поглощения самой жидкости.
Расчеты дали жесткое ограничение. В диапазоне 365-455 нанометров требуемый десятичный коэффициент поглощения достигает примерно 1278 см-1 на длине волны 375 нанометров. Это означает, что неизвестное вещество должно либо очень эффективно поглощать свет, либо присутствовать в высокой концентрации, либо сочетать оба свойства.
Один из возможных классов кандидатов это углеродсодержащие молекулы с сопряженными связями. Авторы подчеркивают, что слово органические здесь не означает биологическое происхождение. Они не утверждают, что поглотитель связан с жизнью, и не предлагают хлорофилл, гем или другой конкретный биологический пигмент. Такие вещества используются как понятные примеры сильных поглотителей.
Важной оказалась форма спектра. Простые органические соединения в концентрированной серной кислоте могут превращаться в темные сложные смеси, похожие на смолу. Но такие смеси обычно поглощают свет широко по видимому диапазону и выглядели бы коричневыми или черными. Для Венеры модель требует более резкого спада поглощения между 365 и 455 нанометрами.
Поэтому новая работа не закрывает вопрос, а сужает список допустимых объяснений. Любая версия, органическая или неорганическая, должна одновременно подходить по силе поглощения, концентрации, распределению в атмосфере и реальному размеру облачных частиц.
Проверить эти ограничения можно в лабораторных экспериментах и будущими измерениями в самих облаках Венеры. В статье упоминаются планы инициативы Morning Star Missions to Venus, включая прибор Autofluorescence Nephelometer для поиска флуоресценции облачных частиц, связанной с возможными сложными органическими молекулами. Такой прибор планируется для миссии Rocket Lab к Венере.
