Астрономы напрямую обнаружили атомарный кислород на Венере

Атомарный кислород образуется на дневной стороне Венеры в результате фотолиза углекислого и угарного газов.

Атомарный кислород является одним из ключевых видов в мезосфере и термосфере Венеры. Его пик приходится на переходную область между двумя доминирующими схемами атмосферной циркуляции - ретроградным сверхвращающимся зональным потоком ниже 70 км и приполярным и антиприполярным потоком выше 120 км. Однако прошлые и современные методы обнаружения являются косвенными и основаны на измерениях других молекул в сочетании с фотохимическими моделями. Хюберс и др. продемонстрировали прямое обнаружение атомарного кислорода как на дневной, так и на ночной стороне Венеры путем измерения его перехода в основное состояние на частоте 4,74 ТГц.

Известно, что Венера вращается очень медленно: один день на Венере длится эквивалентно 243 земным суткам.

Атомарный кислород, ключевой вид мезосферы и термосферы Венеры, образуется на дневной стороне планеты при распаде углекислого и угарного газов, а затем переносится на ночную сторону.

Атомарный кислород важен для фотохимии и энергетического баланса атмосферы Венеры, однако он еще не наблюдался непосредственно на дневной стороне Венеры.

Обнаружение ночного кислорода ранее ограничивалось наблюдениями ночного свечения Венеры - слабого излучения света планетарной атмосферой.

В новом исследовании доктор Хайнц-Вильгельм Хюберс, научный сотрудник Немецкого центра авиации и космонавтики и Берлинского университета имени Гумбольдта, и его коллеги проанализировали 17 точек на дневной и ночной сторонах Венеры с помощью спектрометра German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies (UpGREAT) на борту самолета НАСА Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA).

"Наблюдения проводились ранними вечерами 10, 11 и 13 ноября 2021 года", - говорится в сообщении.

"Всего было измерено 17 позиций Венеры: семь на дневной стороне, девять на ночной стороне и одна на терминаторе".

Исследователи обнаружили атомарный кислород во всех наблюдаемых точках и установили, что он концентрируется на высотах около 100 км.

Измерения проводились на основе тонкой структуры основного состояния атомарного кислорода на частоте 4,74 терагерц.

Также были обнаружены вариации плотности столба, причем максимальная плотность была зарегистрирована на дневной стороне.

"Наблюдаемая средняя яркостная температура континуума Венеры составляет примерно 246 К, что соответствует высоте около 65-70 км прямо над облачным слоем", - говорится в статье.

"Температура атомарного кислорода составляет примерно 156 К на дневной стороне и примерно 115 К на ночной стороне, что соответствует высоте около 100 км".

"Дальнейшие наблюдения, особенно вблизи антисолнечной и субсолнечной точек, а также при всех зенитных углах Солнца, позволят получить более детальную картину этого своеобразного региона и поддержать будущие космические миссии к Венере, такие как миссия NASA DAVINCI или миссия ESA EnVision", - добавили они.

"Наряду с измерениями атомарного кислорода в атмосферах Земли и Марса эти данные могут помочь улучшить наше понимание того, как и почему атмосферы Венеры и Земли так сильно отличаются друг от друга".