Венера похожа на Землю по размеру и массе, но сутки на этой планете длятся 248 земных дней, а вращение идет в обратную сторону — ретроградно, по часовой стрелке. Международная группа планетологов нашла объяснение этого феномена: согласно их расчетам, в юности Венеру мог «перевернуть» гигантский удар почти лунного масштаба.
Команда под руководством Седрика Гилльмана из ETH Zurich смоделировала столкновение молодой Венеры с крупным телом — массой примерно в десятую часть самой планеты. Важно, что удар должен был произойти под большим углом, почти касательно. «По сути, мы бросаем большой камень в другой очень большой камень и смотрим, как планета деформируется и что происходит с ее вращением и внутренней структурой», поясняет ученый.
Расчеты показывают: такое касательное столкновение на раннем этапе — в первые ~50 миллионов лет существования планеты — действительно могло радикально замедлить быстро вращающуюся Венеру. Согласно одному сценарию, ее вращение постепенно эволюционировало к очень медленному, соответствующему тому, которое наблюдается сейчас. При другом сценарии, который подразумевал особенно энергоемкий удар, планета уже сразу после столкновения оказалась в ретроградном, но более быстром вращении, которое со временем значительно затормозилось.
Неудивительно, что подобное событие должно было расплавить верхнюю часть Венеры. Модели показывают формирование океана магмы — от слоя расплава глубиной около 100 километров до практически полностью расплавленной мантии — области между ядром и корой. По оценкам авторов, столкновение могло расплавить до 99% мантии. Однако благодаря эффективному излучению тепла в космос такой океан магмы относительно быстро остыл. «Через несколько сотен миллионов лет планету, пережившую столкновение, практически не отличить от планеты, по которой не было удара», отмечает Гилльман. То есть сами по себе следы подобной катастрофы в глубинах планеты могут быть уже неразличимы, и драматическое прошлое может выдавать лишь необычное вращение.
Как этот удар связан с тем, что Венера лишена тектоники плит и, видимо, устойчивого перераспределения углекислого газа между недрами и атмосферой — вопрос пока открытый. Известно, что отсутствие крупномасштабного, подобного земному «углеродного цикла», способствовало переходу Венеры в состояние неуправляемого парникового эффекта, с температурами около 462 °C и давлением в 92 раза выше земного.
При этом скорость вращения — ключевой параметр для климата планет. «Вращение существенно влияет на эволюцию и формирование обитаемой среды, потому что определяет, как планета перераспределяет энергию», говорит астрофизик из Калифорнийского университета в Риверсайде Стивен Кейн, не принимавший участия в исследовании. От вращения зависят циркуляция атмосферы, распределение облаков и, в конечном счете, возможность существования мягкого климата в прошлом.
Что лично больше всего интригует Гилльмана? Вопрос о воде в недрах Венеры. Если ее внутренности полностью «сухие», значит, планета окончательно потеряла воду. «Но если внутри все еще есть вода, перед нами встает очередная загадка», говорит он. В таком случае история Венеры может оказаться еще сложнее, чем можно предполагать, даже учитывая сценарий с гигантским ударом.
Ранее ученые выяснили, откуда в атмосфере Венеры могла взяться жизнь.