Загадочные «поглотители ультрафиолета» на Венере могут оказаться космической пылью

Атмосфера Венеры содержит неизвестные вещества, которые эффективно поглощают ультрафиолетовое излучение и заметно влияют на её энергетический баланс. Новое исследование показывает, что их свойства хорошо объясняются смесью полициклических ароматических углеводородов (ПАУ — органических молекул с несколькими соединёнными ароматическими кольцами) и соединений железа. Согласно расчётам авторов исследования, эти вещества могут быть продуктами постепенного изменения кометной пыли по мере её прохождения через атмосферу Венеры.

На верхушках облаков, на высоте примерно 60–70 км, модель лучше всего согласуется со смесью ПАУ, содержащих 5–10 ароматических колец, и хлорида железа (III). В разлагающихся облачных аэрозолях предполагаются более мелкие ПАУ с 3–4 кольцами и сульфат железа, а ниже облаков — снова ПАУ с 5–10 кольцами и гидроксисульфаты железа. Такой набор соединений соответствует последовательному химическому изменению исходной космической пыли на разных высотах.

Изображение сгенерировано: Nano Banana

Предлагаемый механизм начинается с частиц космической пыли, которые постоянно попадают в атмосферу Венеры. Часть органического материала, включая ПАУ, сохраняется в частицах, не подвергшихся сильному нагреву, тогда как железо высвобождается из пыли, нагревающейся при прохождении атмосферы. В облаках серная кислота вступает в реакции с поступившими веществами, а ниже облачного слоя соединения дополнительно разлагаются под действием высокой температуры. Таким образом, один исходный источник может давать разные поглотители на разных высотах.

Расчёты показывают, что для получения наблюдаемых концентраций углерода и железа достаточно относительно короткого по геологическим меркам поступления космической пыли: 600 лет для углерода в верхней части облаков и 3000 лет для железа. Авторы поэтому предлагают единый сценарий происхождения поглотителей — от мезосферы Венеры до нижних слоёв атмосферы вещества могут последовательно изменяться после доставки кометной пылью.

ПАУ при этом могут играть главную роль именно в поглощении ультрафиолета: у этих молекул большая способность поглощать излучение в диапазоне примерно 300–400 нм, а также высокая устойчивость к нагреву и радиации. Соединения железа, напротив, должны составлять основную массу поглощающего материала. Авторы отмечают, что для более точной проверки этой оценки потребуется полная модель переноса излучения с меньшей неопределённостью.

Проверить гипотезу непосредственно на Венере в будущем смогут новые миссии. Авторы указывают на планируемые миссии Morning Star, в рамках которых инструменты потенциально смогут проверить присутствие ПАУ и нерастворимого органического вещества в атмосфере планеты. При этом происхождение этих веществ с поверхности Венеры учёные считают маловероятным: вулканические источники органического углерода и железа не подтверждены, а летучие соединения железа нестабильны в условиях поверхности планеты.

©  iXBT