Венера - вторая планета от Солнца. Это скалистая планета с самой плотной атмосферой среди всех скалистых объектов Солнечной системы, и единственная с массой и размером, близкими к орбитальному соседу - Земле. Обращаясь внутренней орбитой (внутри орбиты Земли), она всегда появляется на небе Земли близко к Солнцу, будто "утренняя звезда" или "вечерняя звезда". Хотя это также верно для Меркурия, Венера появляется гораздо более заметно, так как она третий самый яркий объект на небе Земли после Луны и Солнца, светлее любой другой похожей на звезду классической планеты или фиксированной звезды. Благодаря такой яркости на небе Земли, Венера исторически была общим и важным объектом для людей как в их культурах, так и в астрономии.
У Венеры слабое индуцированное магнитное поле и особенно плотная атмосфера диоксида углерода, которые вместе с глобальным облачным покровом серной кислоты создают экстремальный парниковый эффект. Это приводит на поверхности к средней температуре 737 К (464 °C; 867 °F) и давлению, в 92 раза превышающему давление Земли на уровне моря, превращая воздух в сверхкритическую жидкость, тогда как на облачных высотах 50 км над поверхностью давление, температура и радиация в значительной степени сходны с поверхностью Земли. Условия, возможно, благоприятствующие жизни на Венере, были выявлены в ее облачных слоях, и недавние исследования нашли показательные, но неубедительные доказательства жизни на планете. У Венеры могла быть жидкая поверхностная вода в ранней истории, возможно, в достаточном объеме для образования океанов, но бегущие парниковые эффекты в конечном итоге испарили воду, которая затем была унесена в космос солнечным ветром. Внутренне Венера считается состоящей из ядра, мантии и коры, последняя освобождает внутренний тепло через активный вулканизм, формируя поверхность большими ресерфейсингами вместо тектоники плит. Венера - одна из двух планет Солнечной системы без спутников.
У Венеры вращение замедлено и направлено против направления ее орбиты (ретроградное) сильными течениями и сопротивлением ее атмосферы. Это вращение вместе со временем в 224,7 земных суток, необходимым Венере для завершения орбиты вокруг Солнца (венерианский солнечный год), дает длину венерианского солнечного дня в 117 земных суток - самый долгий в Солнечной системе, что приводит к тому, что венерианский год чуть меньше двух венерианских дней. Орбиты Венеры и Земли находятся ближе всего друг к другу среди всех планет Солнечной системы, приближаясь друг к другу в синодических периодах 1,6 года. Это позволяет им подходить ближе друг к другу на инфериорном соединении, чем любая другая пара планет Солнечной системы, но Меркурий в среднем находится ближе к ним и к любой другой планете, так как Меркурий является самой центральной планетой и чаще всего проходит мимо. Тем не менее, Венера и Земля имеют между собой наименьшую разницу в гравитационном потенциале среди всех пар планет Солнечной системы. Это позволило Венере стать самой доступной целью и привлекательной точкой для гравитационной помощи для межпланетных полетов.
В 1961 году Венера стала целью первого межпланетного полета в истории человечества, за которым последовали многие существенные межпланетные события, такие как первая мягкая посадка на другую планету в 1970 году. Эти зонды явились свидетельством того, что экстремальные парниковые эффекты создали угнетающие поверхностные условия, понимание которых существенно повлияло на прогнозы глобального потепления на Земле. Это открытие сильно снизило внимание к теориям и тогда популярной научной фантастике о Венере как о обитаемой планете. Полеты с экипажем на Венеру, тем не менее, были предложены, либо чтобы пролететь мимо Венеры, выполнив гравитационную помощь для более быстрого и безопасного достижения Марса, либо чтобы войти в атмосферу Венеры и оставаться на высотах с условиями, более схожими с поверхностью Земли, за исключением состава атмосферы, чем в любом другом месте Солнечной системы. В современности Венера снова вызывает интерес как объект для исследований, особенно в развитии планет, подобных Земле, и их пригодности для жизни.
Свет Венеры
Свет Венеры — это гипотетическое слабое свечение, которое, как утверждается, видно на ночной стороне планеты Венера. Феномен не был научно подтвержден, и существует множество теорий относительно его причин, таких как излучение света Венерой или оптические явления внутри наблюдательного телескопа. Современная гипотеза относительно источника света на Венере предполагает, что он связан с молниями, для которых есть некоторые доказательства на Венере. Однако эта теория утратила популярность, так как свет, генерируемый этими молниями, недостаточно яркий для наблюдения. Более новая гипотеза заключается в том, что это своего рода свечения воздуха, вызванные необычно высокой солнечной активностью, взаимодействующей с верхней атмосферой Венеры.
Теории источника света Телескоп Keck на Гавайях сообщил о том, что он видит слабое зеленое свечение и предположил, что оно может быть создано как ультрафиолетовым светом от Солнца, который расщепляет молекулы углекислого газа (CO 2), известного как обычный в атмосфере Венеры, на монооксид углерода (CO) и кислород (O 2). Однако зеленый свет, излучаемый при рекомбинации кислорода для образования O 2, считается слишком слабым, чтобы объяснить этот эффект, и его недостаточно ярко видно даже через любительские телескопы.
В 1967 году "Венера-4" обнаружила, что магнитное поле Венеры значительно слабее, чем у Земли. Это магнитное поле возникает в результате взаимодействия ионосферы и солнечного ветра, а не внутренним динамо в ядре, как в случае с Землей. Маленькое индуцированное магнитное поле Венеры практически не защищает атмосферу от космического излучения. Это излучение может вызвать разряды молнии от облака к облаку.
Уильям Ури и Эрнест Брюэр в 1957 году предположили, что ионы CO+, CO+ 2 и O− 2, образующиеся из-за ультрафиолетового излучения от Солнца, могут быть причиной свечения. В 1969 году была выдвинута гипотеза, что "Свет Венеры" — это ауроральное явление, вызванное бомбардировкой солнечных частиц на темной стороне Венеры.
На протяжении 1980-х годов считалось, что причиной свечения являются молнии на Венере. Советские орбитальные зонды "Венера-9" и "Венера-10" получили оптические и электромагнитные доказательства молний на Венере. Кроме того, орбитальный зонд "Пионер Венера" записал видимое свечение атмосферы Венеры в 1978 году, достаточно яркое, чтобы перенасытить его звездный датчик. В 1990 году Кристофер Рассел и Дж. Л. Филлипс дали дополнительное подтверждение гипотезе о молниях, утверждая, что если на ночной стороне планеты есть несколько разрядов за достаточно короткий период времени, последовательность может создать общее свечение на небе Венеры. Зонд "Венера Экспресс" Европейского космического агентства в 2007 году обнаружил свистовые волны, предоставив дополнительные доказательства молний на Венере.
Космический аппарат "Акатсуки" Японского космического агентства JAXA вошел в орбиту вокруг Венеры 7 декабря 2015 года. Его научная нагрузка включает в себя камеру для съемки молний и свечения атмосферы (LAC), которая ищет молнии в видимом спектре (552-777 нм). Для съемки молний орбитер имеет вид на темную сторону Венеры около 30 минут каждые 10 дней. Никаких молний не было обнаружено за 16,8 часов наблюдения ночной стороны (июль 2019 года).
Симуляции показывают, что гипотеза о молниях как причине свечения неверна, так как недостаточно света могло бы пройти через атмосферу для наблюдения с Земли. Наблюдатели предполагали, что это может быть иллюзорным, обусловленным физиологическим эффектом наблюдения за ярким, полумесяцеобразным объектом. Космические аппараты, ищущие его, не смогли его обнаружить, что заставляет некоторых астрономов считать его всего лишь долгоживущим мифом.
Более новая гипотеза заключается в том, что необычайно высокая солнечная активность может вызвать ауроральные или свечения подобные эффекты на темной стороне Венеры. Было замечено, что после крупных солнечных бурь происходит излучение света с длиной волны 557,7 нм (зеленая линия кислорода), охватывающее всю верхнюю атмосферу Венеры. Это то же явление, которое придает некоторым аурорам на Земле их зеленоватый оттенок. Обычно это излучение не происходит, за исключением крупных солнечных событий, таких как выбросы корональной массы (CME) или солнечные вспышки. Тем не менее, тусклое излучение было обнаружено дважды вне солнечных бурь, 27 декабря 2010 года и 12 декабря 2013 года соответственно. Обе эти обнаружения совпали с прохождением "Области взаимодействия потоков", плотного солнечного ветра выше среднего. В июле 2012 года CME ударило в Венеру, вызвав очень яркое зеленое излучение линии. Заметно, что после каждого удара CME по Венере это излучение обнаруживается, но не после каждой вспышки. Это приводит к мысли, что заряженные частицы отвечают за излучение зеленой линии, аналогично аурорам Земли.
Поиск жизни
Спекуляции о возможности наличия жизни на поверхности Венеры значительно уменьшились после начала 1960-х годов, когда стало ясно, что условия на ней крайне экстремальные по сравнению с условиями на Земле. Экстремальная температура и атмосферное давление Венеры делают жизнь, основанную на воде, маловероятной с учетом текущих знаний.
Некоторые ученые предположили, что в более холодных и кислотных верхних слоях атмосферы Венеры могут существовать термоацидофильные экстремофильные микроорганизмы. Такие предположения восходят к 1967 году, когда Карл Саган и Харольд Дж. Моровиц в статье для журнала Nature предположили, что крошечные объекты, обнаруженные в облаках Венеры, могут быть организмами, подобными бактериям Земли (примерно того же размера):
"Хотя условия на поверхности Венеры делают гипотезу о жизни там маловероятной, облака Венеры - совсем другая история. Как было подмечено несколько лет назад, вода, углекислый газ и солнечный свет - предпосылки для фотосинтеза - изобильно представлены вблизи облаков."
В августе 2019 года астрономы под руководством Ён Чжу Ли сообщили, что долгосрочный узор изменения поглощения и альбедо в атмосфере планеты Венера, вызванный "неизвестными поглотителями", которые могут быть химическими веществами или даже крупными колониями микроорганизмов в верхних слоях атмосферы планеты, влияют на климат. Их способность к поглощению света практически идентична способности микроорганизмов в облаках Земли. К подобным выводам пришли и другие исследования.
В сентябре 2020 года команда астрономов под руководством Джейн Гривз из Университета Кардифф объявила о вероятном обнаружении фосфина, газа, не известного какому-либо известному химическому процессу на поверхности или в атмосфере Венеры, в верхних слоях облаков планеты. Одним из предполагаемых источников фосфина могут быть живые организмы. Фосфин был обнаружен на высотах не менее 30 миль над поверхностью, преимущественно в средних широтах, но не был обнаружен у полюсов. Это открытие побудило администратора NASA Джима Бриденстина призвать публично уделить новое внимание изучению Венеры, называя обнаружение фосфина "самым значительным развитием в создании аргументов в пользу жизни за пределами Земли".
Дальнейший анализ обработки данных, используемых для обнаружения фосфина в атмосфере Венеры, вызвал опасения, что линия обнаружения может быть артефактом. Использование 12-го порядка полиномиальной аппроксимации может усилить шум и создать ложное считывание. Наблюдения атмосферы Венеры в других частях электромагнитного спектра, где ожидалась бы линия поглощения фосфина, не обнаружили фосфин. К концу октября 2020 года повторный анализ данных с правильным вычитанием фона не показал статистически значимого обнаружения фосфина.
Члены команды вокруг Гривз работают в рамках проекта Массачусетского технологического института (MIT), который предполагает отправку первого частного межпланетного космического аппарата с помощью космической компании Rocket Lab для поиска органики, путем входа в атмосферу Венеры с помощью зонда. Запуск запланирован на январь 2025 года.
