Венера это одна из самых уникальных планет солнечной системы. При том, что по размерам она почти не отличается от Земли, у нее крайне плотная атмосфера, а поверхность горячая как в аду. В её облаках идут кислотные дожди, испаряющиеся на высоте пары километров а поверхность покрыта сверхкритической жидкостью - жидким углекислым газом...
Привет, с вами Эпоха Недоверия. Мы уже говорили о многих странностях Венеры, но обходили стороной одну из главных ее особенностей - обратное вращение вокруг собственной оси. Сейчас мы посвятим этому феномену целую статью. А заодно узнаем как в ее атмосфере оказалось столько углекислоты, серы и почему ее поверхность покрыта лавой и много другого интересного.
Как обычно, отталкиваться будем от официальной версии, используя известные физические законы и правила нашей вселенной.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
Сначала необходимо понять почему вообще обратное вращение вызывает недоумение. А для этого нужно понять почему вообще планеты вращаются вокруг своей оси и как они к этому пришли.
Все началось много лет назад.. миллионов лет. Возможно миллиардов.
среди бесконечных просторов вселенной, на окраине нашей галактики ничто не предвещало беды - пространство мирно флуктурировало, порождая виртуальные частицы из ничего.. Эти частицы вели себя непредсказуемо и возникали то тут то там, причем парами, и наигравшись собственным спином точно так же попарно снова исчезали в никуда...
Возможно по этой причине, а может по какой другой, неведомой, межзвездный газ терял свою однородность. В результате чего более густые, плотные его места, стали притягивать к себе остальные, одиночные молекулы...
Долго ли, коротко ли, но скопление молекул становилось все более массивным, и вот уже у него образуется собственный центр тяжести и гравитационное поле, хотя это все еще до сих пор газ.
Все более и более уплотняясь и увеличивая свое гравитационное поле, наш обьект притягивал все больше газа, со все возрастающей скоростью. И вот уже скорость притока вещества достигла такого порога, при котором вновь поступающие молекулы уже стали способны промахиваться мимо. Точно так же как наши спутники сейчас или МКС, которые благодаря своей скорости не падают на землю, как бы промахиваясь мимо нее.
Появилось вращение вокруг общего центра масс. С появлением вращения, и не без помощи центробежных и центростремительных сил, газовое облако, каждая молекула которого стремилась занять наиболее удобную орбиту, постепенно сплющивалось приобретая форму вращающегося диска.
Стал образовываться протопланетный газопылевой диск, вращающийся в едином порыве вокруг еще только зарождающейся протозвезды.
Так появилось единое вращение всех планет вокруг солнца в одном направлении.
Но в самом газопылевом диске так же шли процессы. На каких то, наиболее удобных, орбитах вещества было больше чем в окружающем пространстве, и оно так же начинало коллапсировать, то есть сжиматься в крупные куски вещества, образовывая планеты.
И что самое неприятное - внешняя сторона протопланеты вращалась быстрее чем внутренняя. Именно этот замечательный факт дал вращательный импульс всем планетам. Причем в одном и том же направлении... - против часовой стрелки.
Таким нехитрым образом и сформировались незыблемые законы движения внутри солнечной системы.
И все бы ничего, но пара планет без малейших угрызений совести регулярно нарушают эти правила.
Одна из Таких планет - УРАН, но в сейчас она нам неинтересна, а вот вторая - наша любимая Венера.
Она чуть ли не самая близкая к солнцу планета, ну если не считать Меркурия. А потому противоборствующие силы, солнечная гравитация, разница скоростей между внутренним и внешним диском, центробежные и центростремительные силы, проявляют свою максимальную силу. Именно поэтому факт обратного вращения Венеры звучит как насмешка над здравым смыслом. Словно бы кто то специально поставил самые невозможное из всех состояний прямо перед нашим носом.
Итак мы имеем
1. законы вращения солнечной системы.
2. факт их нарушения.
Что нам говорят астрономы, физики и вообще ученые по этому поводу?
одна из первых теорий была высказана еще 1956 году и предполагала, что в ранний период развития Венеры, в нее врезался крупный астероид. И сила удара была настолько большой, что планета стала вращаться в обратную сторону. Однако теория не прошла проверку расчетами - математика показывала, что удар такой силы должен был попросту разорвать планету. Так что от этой теории отказались.
Другая версия говорит о том, что в какой то момент Венера попросту перевернулась, но объяснить подобный процесс, как он произошел - не смогли. Хотя некоторые робко утверждают о солнечной гравитации, ее приливных силах, но сам механизм процесса пока неизвестен.
Еще одна теория утверждает что Венеру в обратную сторону раскрутила собственная атмосфера.
есть еще несколько теорий, но все они страдают одним и тем же недостатком - их не получается смоделировать.
Тем не менее уже озвученные версии были максимально близки к разгадке.
Давай те же попробуем смоделировать и понять что пошло не так у ученых?
Итак, первая версия - удар метеорита. Для моделирования сначала воспользуемся уже известной нам открытой программой лондонского империал колледжа для расчета последствий столкновения метеорита с землей.
Да, тут нельзя выбрать другую планету, но по сути нам это и неважно - земля и Венера очень похожи по размерам и массе, поэтому и искомый астероид будет сопоставим по размерам и направлению движения.
Мелочиться не будем, поэтому сразу возьмем камешек километров 500 в диаметре, зададим ему чудовищную скорость в 70 км в сек и отправим навстречу земле по касательной, под углом в 10 градусов.
среди интересующих нас последствий есть небольшое изменение скорости вращения земли - примерно на 17 минут, но в остальном ерунда какая то - орбита не сдвигается, да и наклон оси тоже на месте...
То есть в ответ на такой мощный удар, последствия более чем никакие.
Давайте увеличим размер снаряда, и долбанем по земле.. Луной.
Тут эффект чуть посильнее - продолжительность дня изменится более чем на полтора часа
и при это 22 процента планеты становится расплавленным. Это серьезно...
Однако опять орбита и ось не сдвигаются. Хотя нет.. ось сдвинулась, но всего на полградуса. Но нам то надо не полградуса, а 177 градусов. то есть в 350 раз больше.
поэтому прежде чем перейти к другой симуляции, зададим последний вопрос - а что если столкнуть землю с другой землей?
Да, земля полностью разрушена и образовала новый пояс астероидов.
Таким образом мы наглядно увидели, на основании математических расчетов, что смена оси с помощью удара астероидом или кометой любых, я подчеркиваю - любых размеров, ни к чему не приведет.
Ну разве что планета разрушится.
Видимо так, или примерно так думали и ученые астрономы, когда отвергли эту идею.
Кроме того у этого инструмента есть один существенный минус. В нем нельзя указать направление движения астероида - с какой стороны и в какую часть он ударит. По умолчанию принимаются в расчет правила движения объектов по солнечной системе. А это сильно влияет на результат.
С тех пор прошло более 70 лет, неужели ничего не изменилось и эта теория похоронена окончательно? Судя по тому, что к ней стараются не возвращаться - да.
Однако мы на этом не остановимся и попробуем смоделировать действие еще раз, на этот раз более наглядно и используя гораздо более современный и совершенный симулятор.
Наша задача - добиться существенного отклонения оси, например градусов на сто, без разрушения самой планеты.
как мы уже поняли - единичный удар метеоритом любого размера либо не вызовет нужных изменений, либо разрушит планету. Попробуем воспроизвести такой удар - для начала возьмем булыжник 200 километров в диаметре и жахнем по Венере в упор... Но перед этим для чистоты эксперимента поставим ось Венеры в положение ноль градусов... Итак..
После столкновения в упор ось сместилась меньше чем 4 десятых долей градуса... Ни о чем. С помощью нехитрых манипуляций с размерами астероида, нашелся нужный - мини-планета диаметром 2000 километров при столкновении производит почти что нужный нам эффект. Вот посмотрите.
при столкновении Венера мгновенно меняет ось на 175 градусов. То есть практически точно как нам надо - напомню что сейчас наклон ее оси составляет 177 градусов.
Получается все таки столкновение с объектом диаметром 2000 км дает нужный нам эффект? И все таки планета не разрушится? И да и нет. Во первых мы запустили обьект намеренно прямо в упор, по траектории, которая маловероятна в солнечной системе, то есть по часовой стрелке, противоположно направлению вращения планеты. Во вторых мы ненароком запустили вращение в обратную сторону с большой скоростью - 1 оборот в 4 суток. Если же мы запустим этот обьект по правилам, то удар не остановит вращение планеты, а наоборот - ускорит. Но как вариант все же запомним его - вдруг пригодится.
А теперь попробуем провести эксперимент немного иначе - размер булыжника сделаем 500 км в диаметре, да не один, а сразу штук 20. друг за другом как попало.
Как видите планета сохранила свою целостность, а ось сместилась аж на 130 с лишним градусов. До искомых 177 осталось совсем немного. Так что если добавить еще штук пять-10 подобных булыжников, то скорее всего ось планеты перевернется, она начнет вращаться в обратную сторону, сохранив при этом свою целостность.
Но чем такой вариант лучше одиночного столкновения с мегабулыжником?
Во первых само вращение в обратную сторону в таком варианте занимает почти два месяца за один оборот - это гораздо ближе к реальности, чем единичный удар.
Во вторых планета гарантированно сохранит свое состояние
хотя и в третьих - в расплавленном виде.
в четвертых картина самой поверхности - мы наблюдаем на Венере так называемые плюмы, то есть следы от попадания крупных объектов в расплавленную массу. Если бы удар был одиночный, то планета попросту расплавилась бы, а затем застыла идеально ровной поверхность.. разве что растрескалась бы при остывании, но никаких плюмов бы точно не было - они образуются именно при падении в крупных объектов в полужидкую расплавленную массу. А именно такую картину мы наблюдали при симуляции с 20-ю астероидами.
Кроме того множество мелких ударов астероидов добавляют планете столько энергии, что вся ее поверхность нагревается почти до 2 тысяч градусов. Само собой, все что есть на поверхности при этом выгорает, рождая огромные массы двуокиси углерода. Удары титанической силы выбрасывают за пределы планеты так же и большое количество серы, которая потом оказывается в верхних слоях атмосферы. Именно так, а не с помощью вулканов, сера там и оказалась. Сейчас по факту она попросту не может опуститься обратно на поверхность. Соединения серы попросту испаряются обратно в атмосферу не долетев до поверхности каких то пару километров.
А сейчас планета остывает. Симуляции показывают, что до приемлемого остывания, ей осталось всего около 600-700 лет, и это в том случае если мы никак не будем этому помогать и как то вмешиваться в процесс.
Например увеличение показателя альбедо то есть отражения, всего на пять-6 процентов, сильно увеличит скорость остывания. И в этом случае наличие серы в атмосфере очень кстати - благодаря ему у Венеры сейчас альбедо почти 0.88, То есть 88 процентов солнечного излучения отражается. И на этом фоне очень любопытно выглядят новости о неожиданном притоке неизвестно откуда, отражающих веществ в атмосферу. Неужели кто то действительно вмешивается? Кроме того, можно предполагать что спустя некоторое время - сотни, или тысячи лет, вращение Венеры в правильном направлении так же восстановится. Так же как и вращение луны.
Так же недавнее столкновение объясняет парадокс молодой планеты - напомню, что из за чрезвычайно нагретой поверхности, многие астрофизики считают Венеру молодой планетой, ведь именно так по их мнению должны были выглядеть планеты солнечной системы на заре формирования. При этом почему то никого не смущает тот факт, что если бы Венера была молодой и недавно сформировавшейся планетой, то и сама солнечная система сейчас насчитывала не 4 миллиарда лет, а максимум сотню миллионов.
Это как если бы вам было 40 лет и вы уже вполне сформированный мужчина, но вдруг у вас начала расти третья нога. Причем женская.
Активную бомбардировку астероидами подтверждают и радиолокационные снимки планеты - она буквально вся в следах от попадания космических тел.
Но если это правда, и Венера совсем недавно пережила такую орбитальную бомбардировку, то рождаются другие вопросы. Например
должны быть исторические упоминания об этом факте.
Что ж, извольте.
1645-1646 годы. Астроном из Неаполя, Франческо Фонтана, наблюдая В телескоп Венеру наблюдает несколько ее спутников. Очень любопытны два момента в его наблюдениях. Во первых он обнаруживает спутники Венеры, движущиеся по нестандартной траектории, по полярной орбите. А во вторых спутники не просто сопровождают Венеру, они буквально катятся по ее поверхности с юга на север. Кроме того, размеры этих спутников, судя по зарисовкам Фонтаны, примерно 1500-2000 км в диаметре. Кроме того он заявляет, что Венера испускает множество лучей, а сам спутник слегка красноват.
Однако другие астрономы не смогли подтвердить его наблюдения, поэтому ему никто не поверил.
В частности директор Венской обсерватории отметил, что крайне подозрительным являются лучи света, которые Фонтана наблюдал вокруг Венеры, причем когда этих лучей не было, Фонтана спутника не видел... А потому, скорее всего у него была плохая оптика а он наблюдал какое то атмосферное явление.
Однако если все же поверить астроному и предположить, что какой то громадный обьект катился по поверхности луны, то само собой он разогревал и себя и поверхность до состояния магмы, отсюда его красноватый цвет, а загадочные лучи - это выбросы расплавленной породы в ближний космос по мере движения объекта. И само собой такое движение не могло продолжаться долго - обьект неминуемо и очень быстро слился бы с планетой. Потому к моменту публикации новости, другие астрономы его уже не увидели.
И хотя это очень похоже на фантазию, но уже спустя всего 30 лет, в 1672, а потом и в 1686 годах другой, гораздо более уважаемый и именитый астроном, Джованни Кассини наблюдал похожее явление. В описании он говорит, что размеры объекта составляли четверть диаметра Венеры, а сам он находился от нее на расстоянии трех четвертей ее диаметра. Переводя это на нормальный язык, спутник имел диаметр около 3 тысяч км и находился на расстоянии всего 9 тысяч км.
То есть другими словами он целиком находился внутри так называемого предела Роша, в котором все объекты разрываются приливными силами на части и падают на поверхность. То есть это был ДРУГОЙ обьект, но появившийся возле Венеры совсем недавно и время жизни которого будет исчисляться месяцами, если не днями.
Вот уже два огромных объекта, попавших в поле притяжения Венеры буквально за 30 лет. И оба они гарантированно упали на Венеру, разогрев ее поверхность до высочайшей температуры. Но на этом наблюдения не кончаются.
Спустя еще 60 лет, в 1740 году, британский астроном и известный изготовитель телескопов, опубликовал в журнале Филосовские трактаты, Лондонского королевского сообщества статью о том, как он наблюдал спутник Венеры, который он поначалу принял за звезду. Размеры этого спутника составляли около 4 тысяч км в диаметре.
Однако очень скоро он стал все отрицать и хотел отречься от своих наблюдений. Несмотря на это, новость уже пошла в мир и удержать его открытие в тайне не удалось.
еще через 19 лет, в 1759 году Андреас Майер в течении целого часа наблюдал некий шар на расстоянии примерно 6 тысяч км рядом с Венерой. размеры шарика были примерно 2000 км в диаметре. Однако Майер записал в своем дневнике крайне осторожно следующее: "...будущие наблюдения покажут, был ли это маленький шар оптической иллюзией или спутником..."
Таким образом это уже четвертый обьект, попавший в в зону полости Роша у Венеры. Само собой и он так же не мог просуществовать долго. Так же мы видим, что к тому времени наличие спутников у Венеры уже стало видимо запретной темой, ибо профессиональный астроном, наблюдавший обьект непрерывно в течении целого часа, все равно допустил что это могло быть иллюзией. Было ли это гонением на факты или просто осторожностью - решайте сами.
Спустя еще два года, в 1761 году, сразу два известных астронома - Луи Лагранж и Жак Монтень вновь увидели очередной спутник Венеры.
Жак Монтень наблюдал этот обьект в течении недели с 3 по 11 мая 1761 года, и сделал зарисовки, из которых видно что этот спутник имеет размеры около 2-3 тысяч км в диаметре и двигается по вытянутой эллиптической орбите, которая к тому же опять таки полярная. Минимальное расстояние до Венеры на этот раз было порядка 25-30 тысяч км, но все равно задевало полость Роша. Кроме того, сильно вытянутая полярная орбита вновь говорит нам именно о захвате Венерой проходящего мимо астероида.
В то же время была предпринята попытка вычислить параметры орбиты спутника. Первые вычисления дали период вращения в 9 дней и 7 часов.
Но уже следующее вычисление показало другой период - в 12 дней. После этого обьект так же исчез. На этот раз данные говорят о том, что орбита была нестабильна и после пары-тройки оборотов, спутник все же вышел за пределы влияния Венеры и оторвался от нее.. где он сейчас - загадка. Возможно присоединился к группе астероидов класса Апполон - вращающихся близко к солнцу, а может распался на части.
еще через полвека, в 1813 году уже новый спутник увидел Фридрих Артц.
к концу 18 века интерес к спутникам Венеры сильно упал, видимо потому что обнаруживать их было крайне затруднительно, а может еще и потому, что один за другим, несколько известных астрономов того времени, например Хелль, настойчиво утверждали что это лишь оптическая иллюзия, и приводили схемы и чертежи, поясняющие возникновение этого феномена.
На данный момент существует много версий от оптической иллюзии, до разрушения спутника в 18 веке или еще одной планеты находящейся к солнцу ближе меркурия.
Однако самое интересное началось во время космических полетов к Венере. Ни один современный летательный аппарат не нашел и намека на существование спутника. Однако было произведено тщательное сканирование поверхности Венеры. Благодаря чему мы получили довольно детальное ее изображение.
Мы смогли увидеть кратеры, плюмы и реки лавы. Но самое интересное - это загадочные полосы, следы, как будто вдавленные неким массивным телом, и проходящие через всю планету с одного полюса до другого... Такой след мог оставить один из спутников, зафиксированных Франческо Фонтана или Жаком Монтенем. У них были именно такие траектории...
Таким образом фантастическая теория об орбитальной бомбардировке Венеры на протяжении с 17 по начало 19 века обретает реалистичные очертания...
Но есть в этой теории одно очень тонкое место. Столкновение планет это событие редчайшее, уникальное, происходящее раз в миллион, а может и сто миллионов лет. А принимая нашу гипотезу мы утверждаем что за каких то 200 с небольшим лет, Венера выдержала столкновение минимум с десятком таких объектов. И это только как то задокументированные столкновения. А на самом деле их должно было быть намного больше и намного чаще... может быть именно этот момент заставляет ученых отвергать такое развитие событий...
Но что если я вам скажу, что есть природные механизмы, способные вызвать такое светопреставление? И что если я вам скажу, что они так же зафиксированы в исторических документах? Более того, тому есть подтверждения в нашей солнечной системе, огромное количество фактов, которые буквально кричат об этом?
Но об этом в одной из следующих статей...