Тайна Венеры раскрыта: почему планета вращается "неправильно"

Планетологи десятилетиями искали причину аномально медленного и ретроградного вращения Венеры. Новое исследование ученых показывает, что причиной мог стать мощный удар объекта размером с Луну на ранних этапах формирования планеты.

Об этом пишет phys.org.

Исследователи предполагают, что необычное 248-дневное вращение Венеры могло быть следствием мощного столкновения с космическим телом размером примерно с Луну. По их моделям этот объект врезался в планету на большой скорости и под значительным углом. Вероятно, это произошло на протяжении первых 50 млн. лет после формирования Венеры.

«Мы хотели исследовать возможность того, что столкновение могло изменить вращение планеты. Но для того, чтобы существенно изменить первоначальное вращение планеты, удар должен произойти под большим углом», — сказал ведущий автор статьи и планетолог из Швейцарской федеральной высшей технической школы Цюриха Седрик Гилман.

Сегодня Венера, которую часто называют «планетой-близнецом» Земли из-за схожих размеров, является одним из самых экстремальных миров в Солнечной системе. Температура на ее поверхности достигает 467°C, а атмосферное давление превышает земное в 92 раза. В отличие от Земли, Венера вращается вокруг своей оси в противоположном направлении — по часовой стрелке.

Новое исследование о вращении Венеры

«Мы пытаемся воспроизвести начальные условия вращения Венеры, которые впоследствии могли эволюционировать в то медленное вращение, которое мы наблюдаем сейчас. По сути, мы бросаем большой камень в еще больший камень и смотрим, как деформируется планета, а также какие это имеет последствия для ее вращения и внутренних свойств, таких как температура», — пояснил Гиллман.

Результаты моделирования показали: если тело массой примерно в одну десятую массы Венеры врезается в нее под большим углом, это способно существенно замедлить вращение молодой планеты.

«В зависимости от реальных параметров удара мы можем замедлить быстро вращающуюся раннюю Венеру до скоростей вращения, совместимых с длительной эволюцией к медленно вращающейся планете. А в некоторых случаях, если столкновение было очень энергичным и почти соприкасающимся, это даже могло сразу перевести планету в ретроградное, хотя и более быстрое, вращение», — сказал планетолог.

Авторы также отмечают, что подобные гигантские столкновения неизбежно создают на поверхности магматические океаны. Их глубина может сильно отличаться — от слоя расплавленной породы толщиной около 100 км до полностью расплавленной мантии. Если же планета способна эффективно отдавать тепло в открытый космос, то такой магматический океан охлаждается довольно быстро.

По оценкам исследователей, в случае такого удара могло расплавиться до 99% мантии Венеры — слоя между ядром и корой.

«Тепло от такого удара рассеивается достаточно эффективно, и уже через несколько сотен миллионов лет эволюция становится очень похожей на сценарий, в котором никакого удара не было», — говорит Гилман.

Впрочем, вопрос о том, повлияло ли это столкновение на отсутствие тектоники плит на Венере, остается открытым. Ученые предполагают, что именно отсутствие глобального механизма переработки углерода могло в конечном счете привести к наблюдаемому сегодня катастрофическому парниковому эффекту.

Почему вращение планеты так важно?

«Вращение планеты оказывает существенное влияние на эволюцию и устойчивость условий, пригодных для жизни, поскольку оно сильно определяет механизмы перераспределения энергии на планете», — объяснил планетарный астрофизик из Университета Калиформии Стивен Кейн, не участвовавший в исследовании цюрихской команды.

Скорость вращения также оказывает непосредственное влияние на формирование облаков, циркуляцию атмосферы и климатические условия.

«Итак, современная скорость вращения Венеры и то, как она менялась со временем, — это огромная часть истории Венеры и вопрос, могла ли она когда-нибудь иметь подходящие для жизни условия», — говорит Кейн.

Что это значит для самой Венеры?

Расположение Венеры во внутренней части Солнечной системы и постепенное увеличение светимости Солнца — примерно на 10% каждый миллиард лет — почти обрекли планету на сложный эволюционный сценарий.

Самая большая загадка для Гилмана сегодня — это вопрос внутренней влаги Венеры.

«Сохраняется ли внутри Венеры хоть какая-то влага, есть ли там вода, ведь это кардинально меняет любой сценарий, который мы можем представить по поводу эволюции планеты», — говорит он.

Если внутренние слои планеты сухие, это означает, что Венера окончательно потеряла всю свою воду. Но если вода внутри все же сохранилась, то одна из главных загадок этой планеты все еще ждет разгадки.

«Но если внутри есть вода, тогда загадка продолжается», — резюмировал Галлман.

Напомним, ученые обнаружили на Венере признаки гигантского лавового тоннеля вблизи вулкана Никс-Монс, что подтверждает геологическую активность планеты и опровергает теорию о ее «мертвом» состоянии. Радиолокационные данные указывают на обвал поверхности, похожий на вход в подземную пустоту, которая может простираться на десятки километров. Для окончательного подтверждения структуры и определения ее точных размеров требуются дополнительные исследования.