Wenus -Venus

Wenus♀
Wenus z Marinera 10.jpg
Fałszywy kolor kompozytowy Wenus w widzialnych i ultrafioletowych długościach fal (z Mariner 10 ). Powierzchnia jest całkowicie zasłonięta chmurami.
Oznaczenia
Wymowa / ˈ v n ə s / ( słuchaj )
Przymiotniki Wenusjański / v ɪ ˈ nj z i ə n , - ʒ ə n / , rzadko Cytherean / s ɪ θ ə ˈ r ə n / lub wenecki / wenecki / v ɪ ˈ n ɪər i ə n /
Charakterystyka orbity
Epoka J2000
Aphelion
Peryhelium
Ekscentryczność 0,006772
583,92 dni
35,02  km/s
50,115°
Nachylenie
76,680°
54,884°
Satelity Nic
Charakterystyka fizyczna
Średni promień
Spłaszczenie 0
Tom
Masa
Średnia gęstość
5,243 g/ cm3
10,36 km/s (6,44 mil/s)
-116,75 d ( wstecz )
1 dzień słoneczny Wenus
-243,0226 d (wsteczny)
Równikowa prędkość obrotowa
6,52 km/h (1,81 m/s)
2,64° (dla obrotu wstecznego )
177,36° (do orbity)
rektascensja na biegunie północnym
Deklinacja bieguna północnego
67,16°
Albedo
Temperatura powierzchni min oznaczać maks
kelwin 737 K
Celsjusz 464 °C
Fahrenheita 867 ° F
Dawka pochłonięta przez powierzchnię 2,1 × 10-6 μGy  /h
Dawka równoważna powierzchni 2,2 × 10 -6  μSv/h
0,092–22 μSv/h w strefie mieszkalnej
-4,92 do -2,98
9,7″–66,0″
Atmosfera
Ciśnienie powierzchniowe
93  bar (9,3  MPa )
92 atm
Skład według objętości

Wenus jest drugą planetą od Słońca i nosi imię rzymskiej bogini miłości i piękna . Jako najjaśniejszy , po Księżycu , naturalny obiekt na nocnym niebie Ziemi , Wenus może rzucać cienie i być widoczna gołym okiem w biały dzień. Orbita Wenus jest mniejsza od orbity Ziemi , ale jej maksymalne wydłużenie wynosi 47°; tak więc na szerokościach geograficznych z cyklem dzień-noc jest najłatwiej widoczny do kilku godzin po rozpoczęciu zachodu słońca lub przed wschodem słońca. Czasami widywano go na całkowicie ciemnym niebie . Wenus okrąża Słońce co 224,7 ziemskich dni. Ma synodyczną długość dnia 117 ziemskich dni i syderyczny okres rotacji 243 ziemskich dni. W konsekwencji, obrót wokół własnej osi trwa dłużej niż jakakolwiek inna planeta w Układzie Słonecznym i robi to w przeciwnym kierunku niż wszystkie inne planety poza Uranem . Oznacza to, że Słońce wschodzi z zachodniego horyzontu i zachodzi na wschodzie. Wenus nie ma żadnych księżyców , co dzieli tylko z Merkurym wśród planet Układu Słonecznego.

Wenus, trzecia najmniejsza planeta w Układzie Słonecznym, jest planetą ziemską i jest czasami nazywana „siostrą planetą” Ziemi ze względu na podobny rozmiar, masę, bliskość Słońca i skład. Pod innymi względami radykalnie różni się od Ziemi. Ma najgęstszą atmosferę spośród czterech ziemskich planet, składającą się z ponad 96% dwutlenku węgla . Ciśnienie atmosferyczne na powierzchni planety jest około 92 razy większe niż ciśnienie na poziomie morza na Ziemi lub mniej więcej ciśnienie na głębokości 900 m (3000 stóp) pod wodą. Mimo że Merkury znajduje się bliżej Słońca, Wenus ma najgorętszą powierzchnię ze wszystkich planet Układu Słonecznego, ze średnią temperaturą 737 K (464°C; 867°F). Wenus jest pokryta nieprzezroczystą warstwą silnie odbijających chmur kwasu siarkowego , co uniemożliwia zobaczenie jej powierzchni z Ziemi w świetle . Być może w przeszłości znajdowały się tam oceany wodne, ale po ich wyparowaniu temperatura wzrosła w wyniku niekontrolowanego efektu cieplarnianego . Woda prawdopodobnie uległa fotodysocjacji , a wolny wodór został wyrzucony w przestrzeń międzyplanetarną przez wiatr słoneczny z powodu braku planetarnego pola magnetycznego . Ze względu na śmiertelne warunki na powierzchni planeta jest czasami określana mianem „złego bliźniaka” Ziemi.

Jako jeden z najjaśniejszych obiektów na niebie, Wenus była ważnym elementem ludzkiej kultury odkąd istnieją zapisy. Został poświęcony bogom wielu kultur i był główną inspiracją dla pisarzy i poetów jako „gwiazda poranna” i „gwiazda wieczorna”. Wenus była pierwszą planetą, której ruchy zostały wykreślone na niebie już w drugim tysiącleciu p.n.e.

Bliskość Ziemi sprawiła, że ​​Wenus stała się głównym celem wczesnych eksploracji międzyplanetarnych. Była to pierwsza planeta poza Ziemią odwiedzona przez statek kosmiczny ( Wenera 1 w 1961) i pierwsza, na której udało się wylądować ( Wenera 7 w 1970). Gęste chmury planety uniemożliwiają obserwację jej powierzchni w zakresie widzialnym, a pierwsze szczegółowe mapy pojawiły się dopiero po przybyciu orbitera Magellana w 1991 roku. nieprzyjazne warunki na powierzchni. Możliwość życia na Wenus od dawna jest przedmiotem spekulacji; w ostatnich latach temat był aktywnie badany.

Charakterystyka fizyczna

Wenus, reprezentowana bez atmosfery, obok Ziemi.  Wenus jest nieco mniejsza.
Porównanie wielkości Wenus i Ziemi

Wenus jest jedną z czterech ziemskich planet Układu Słonecznego, co oznacza, że ​​jest skalistym ciałem podobnym do Ziemi. Jest podobny do Ziemi pod względem wielkości i masy i jest często opisywany jako „siostra” lub „bliźniak” Ziemi. Średnica Wenus wynosi 12 103,6 km (7520,8 mil) - tylko 638,4 km (396,7 mil) mniej niż Ziemia - a jej masa wynosi 81,5% ziemskiej. Warunki na powierzchni Wenus różnią się radykalnie od tych na Ziemi, ponieważ jej gęsta atmosfera składa się w 96,5% z dwutlenku węgla, a większość z pozostałych 3,5% to azot . Ciśnienie powierzchniowe wynosi 9,3 megapaskali (93 bary ), a średnia temperatura powierzchni wynosi 737 K (464°C; 867 °F), powyżej krytycznych punktów obu głównych składników, co sprawia, że ​​atmosfera powierzchniowa jest płynem w stanie nadkrytycznym .

Atmosfera i klimat

Niemal jednolita biała kula
W świetle widzialnym Wenus jest prawie pozbawioną cech charakterystycznych i bezbarwną sferą z jednorodną pokrywą chmur
Atmosfera Wenus wydaje się ciemniejsza i podszyta cieniami.  Cienie wyznaczają dominujący kierunek wiatru.
Struktura chmur atmosfery Wenus w paśmie ultrafioletowym

Wenus ma niezwykle gęstą atmosferę składającą się w 96,5% z dwutlenku węgla , 3,5% azotu – oba występują jako płyny nadkrytyczne na powierzchni planety – oraz śladów innych gazów, w tym dwutlenku siarki . Masa atmosfery jest 92 razy większa od ziemskiej, podczas gdy ciśnienie na jej powierzchni jest około 93 razy większe niż na Ziemi — ciśnienie równoważne ciśnieniu na głębokości prawie 1 km ( 58  mil) pod ziemskimi oceanami. Gęstość na powierzchni wynosi 65 kg/m3 ( 4,1 funta/stopę sześcienną), 6,5% gęstości wody lub 50 razy większą gęstość niż atmosfera ziemska w temperaturze 293 K (20 °C; 68 °F) na poziomie morza. Atmosfera bogata w CO 2 generuje najsilniejszy efekt cieplarniany w Układzie Słonecznym, tworząc temperaturę powierzchni co najmniej 735 K (462 °C; 864°F). To sprawia, że ​​powierzchnia Wenus jest gorętsza niż powierzchnia Merkurego , która ma minimalną temperaturę powierzchni 53 K (-220 ° C; -364 ° F) i maksymalną temperaturę powierzchni 700 K (427 ° C; 801 ° F), chociaż Wenus znajduje się prawie dwukrotnie w odległości Merkurego od Słońca, a zatem otrzymuje tylko 25% promieniowania słonecznego Merkurego . Ze względu na niekontrolowany efekt cieplarniany Wenus została zidentyfikowana przez naukowców, takich jak Carl Sagan , jako obiekt ostrzegawczy i badawczy związany ze zmianami klimatycznymi na Ziemi.

Temperatura Wenus
Rodzaj
Temperatura powierzchni
Maksymalny 900 ° F (482 ° C)
Normalna 847 ° F (453 ° C)
Minimum 820 ° F (438 ° C)

Atmosfera Wenus jest niezwykle bogata w pierwotne gazy szlachetne w porównaniu z Ziemią. To wzbogacenie wskazuje na wczesną rozbieżność z Ziemią w ewolucji. W celu wyjaśnienia wzbogacenia zaproponowano niezwykle duże zderzenie komety lub akrecję masywniejszej atmosfery pierwotnej z mgławicy słonecznej. Jednak atmosfera jest również zubożona w radiogeniczny argon, pośredniczący w odgazowaniu płaszcza, co sugeruje wczesne wyłączenie głównego magmatyzmu.

Badania sugerują, że miliardy lat temu atmosfera Wenus mogła być znacznie bardziej podobna do tej otaczającej wczesną Ziemię i że na powierzchni mogły znajdować się znaczne ilości wody w stanie ciekłym. Po okresie od 600 milionów do kilku miliardów lat siły słoneczne spowodowane rosnącą jasnością Słońca spowodowały wyparowanie pierwotnej wody. Niekontrolowany efekt cieplarniany powstał po dodaniu do atmosfery krytycznego poziomu gazów cieplarnianych (w tym wody). Chociaż warunki powierzchniowe na Wenus nie sprzyjają już żadnemu ziemskiemu życiu, które mogło powstać przed tym wydarzeniem, spekuluje się, że życie istnieje w górnych warstwach chmur Wenus, 50 km (30 mil) od powierzchni, na której temperatura waha się od 303 do 353 K (30 do 80 °C; 86 do 176 °F), ale środowisko jest kwaśne. Przypuszczalne wykrycie linii absorpcji fosfiny w atmosferze Wenus, bez znanej ścieżki produkcji abiotycznej, doprowadziło we wrześniu 2020 r. do spekulacji, że w atmosferze może istnieć istniejące życie. Późniejsze badania przypisywały dwutlenkowi siarki sygnał spektroskopowy, który interpretowano jako fosfinę, lub stwierdzono, że w rzeczywistości nie ma linii absorpcji.

Bezwładność cieplna i przenoszenie ciepła przez wiatry w niższych warstwach atmosfery oznaczają, że temperatura powierzchni Wenus nie różni się znacząco między dwiema półkulami planety, tymi zwróconymi i nie zwróconymi do Słońca, pomimo niezwykle powolnej rotacji Wenus. Wiatry na powierzchni są powolne, poruszają się z prędkością kilku kilometrów na godzinę, ale z powodu dużej gęstości atmosfery na powierzchni wywierają znaczną siłę na przeszkody i przenoszą kurz i małe kamienie po powierzchni. Już samo to utrudniłoby człowiekowi przejście, nawet bez ciepła, ciśnienia i braku tlenu.

Nad gęstą warstwą CO 2 znajdują się gęste chmury, składające się głównie z kwasu siarkowego , który powstaje z dwutlenku siarki i wody w wyniku reakcji chemicznej, w wyniku której powstaje uwodnienie kwasu siarkowego. Dodatkowo atmosfera składa się z około 1% chlorku żelazowego . Inne możliwe składniki cząstek chmur to siarczan żelazowy , chlorek glinu i bezwodnik fosforowy . Chmury na różnych poziomach mają różne składy i rozkłady wielkości cząstek. Chmury te odbijają i rozpraszają około 90% padającego na nie światła słonecznego z powrotem w przestrzeń kosmiczną i uniemożliwiają wizualną obserwację powierzchni Wenus. Stała pokrywa chmur oznacza, że ​​chociaż Wenus znajduje się bliżej Słońca niż Ziemia, otrzymuje mniej światła słonecznego na ziemię. Silne wiatry o prędkości 300 km/h (185 mph) na szczytach chmur omijają Wenus mniej więcej co cztery do pięciu ziemskich dni. Wiatry na Wenus poruszają się z prędkością 60 razy większą od jej rotacji, podczas gdy najszybsze wiatry na Ziemi mają tylko 10-20% prędkości obrotowej.

Powierzchnia Wenus jest skutecznie izotermiczna ; utrzymuje stałą temperaturę nie tylko między dwiema półkulami, ale między równikiem a biegunami. Niewielkie nachylenie osi Wenus — mniej niż 3° w porównaniu do 23° na Ziemi — również minimalizuje sezonowe wahania temperatury. Wysokość jest jednym z niewielu czynników wpływających na temperaturę Wenus. Najwyższy punkt na Wenus, Maxwell Montes , jest zatem najchłodniejszym punktem na Wenus, o temperaturze około 655 K (380 ° C; 715° F) i ciśnieniu atmosferycznym około 4,5 MPa (45 bar). W 1995 roku sonda Magellan sfotografowała wysoce odblaskową substancję na szczytach najwyższych szczytów górskich, która bardzo przypominała ziemski śnieg. Substancja ta prawdopodobnie powstała w podobnym procesie jak śnieg, choć w znacznie wyższej temperaturze. Zbyt lotny, by kondensować na powierzchni, unosił się w postaci gazowej na wyższe wysokości, gdzie jest chłodniejszy i może się wytrącać. Tożsamość tej substancji nie jest do końca znana, ale spekulacje wahają się od elementarnego telluru do siarczku ołowiu ( galeny ).

Chociaż Wenus nie ma pór roku jako takich, w 2019 roku astronomowie zidentyfikowali cykliczną zmienność absorpcji światła słonecznego przez atmosferę, prawdopodobnie spowodowaną przez nieprzezroczyste, pochłaniające cząstki zawieszone w górnych obłokach. Ta zmienność powoduje obserwowane zmiany w prędkości strefowych wiatrów Wenus i wydaje się rosnąć i opadać w czasie wraz z 11-letnim cyklem plam słonecznych .

Istnienie błyskawicy w atmosferze Wenus budzi kontrowersje od czasu wykrycia pierwszych podejrzanych rozbłysków przez radzieckie sondy Wenera . W latach 2006–2007 Venus Express wyraźnie wykrył fale trybu gwizdka , sygnatury piorunów. Ich przerywany wygląd wskazuje na wzór związany z aktywnością pogody. Według tych pomiarów tempo wyładowań atmosferycznych jest co najmniej o połowę mniejsze niż na Ziemi, jednak inne instrumenty w ogóle nie wykryły wyładowań atmosferycznych. Pochodzenie jakiejkolwiek błyskawicy pozostaje niejasne, ale może pochodzić z chmur lub wulkanów.

W 2007 roku Venus Express odkrył, że na biegunie południowym istnieje ogromny podwójny wir atmosferyczny . Venus Express odkrył również w 2011 roku, że warstwa ozonowa istnieje wysoko w atmosferze Wenus. 29 stycznia 2013 r. naukowcy z ESA poinformowali, że jonosfera Wenus wypływa na zewnątrz w sposób podobny do „ogonu jonowego widzianego z komety w podobnych warunkach”.

W grudniu 2015 roku oraz w mniejszym stopniu w kwietniu i maju 2016 roku naukowcy pracujący nad japońską misją Akatsuki zaobserwowali kształty łuków w atmosferze Wenus. Uznano to za bezpośredni dowód na istnienie prawdopodobnie największych stacjonarnych fal grawitacyjnych w Układzie Słonecznym.

Skład atmosferyczny
Atmosfera Ziemi jest reprezentowana jako seria kolorowych kolców.  Dominuje zieleń wody, natomiast czerwień dwutlenku węgla skupia się po lewej stronie.
Widmo absorpcyjne prostej mieszaniny gazów odpowiadającej atmosferze ziemskiej
Atmosfera Wenus jest przedstawiona na tym samym wykresie.  Tutaj czerwień dwutlenku węgla jest prawie przytłaczająca, ale obecna jest zieleń wody i fiolet tlenku węgla.
Kompozycja atmosfery Wenus na podstawie danych HITRAN stworzonych za pomocą HITRAN w systemie Web.
Kolor zielony — para wodna, czerwony — dwutlenek węgla, WN — liczba falowa (inne kolory mają inne znaczenie, po prawej krótsze długości fal , po lewej dłuższe).

Geografia

Powierzchnia Wenus była przedmiotem spekulacji, dopóki w XX wieku nauka planetarna nie ujawniła niektórych jej tajemnic. Lądowniki Venera w 1975 i 1982 roku zwróciły obrazy powierzchni pokrytej osadem i stosunkowo kanciastymi skałami. Powierzchnia została szczegółowo zmapowana przez Magellana w latach 1990-91. Ziemia wykazuje ślady rozległego wulkanizmu , a siarka w atmosferze może wskazywać na niedawne erupcje.

Około 80% powierzchni Wenus pokrywają gładkie równiny wulkaniczne, składające się z 70% równin z pofałdowanymi grzbietami i 10% równin gładkich lub wypukłych. Resztę jej powierzchni tworzą dwa „kontynenty” wyżynne , jeden leżący na północnej półkuli planety, a drugi na południe od równika. Północny kontynent nazywa się Isztar Terra po Isztar , babilońskiej bogini miłości i jest mniej więcej wielkości Australii. Maxwell Montes , najwyższa góra na Wenus, leży na Ishtar Terra. Jej szczyt wynosi 11 km (7 mil) powyżej średniej wysokości powierzchni Wenus. Południowy kontynent nazywa się Aphrodite Terra , od greckiej bogini miłości i jest większym z dwóch regionów górskich, wielkości mniej więcej Ameryki Południowej. Znaczną część tego obszaru pokrywa sieć pęknięć i uskoków.

Brak dowodów na przepływ lawy towarzyszący którejkolwiek z widocznych kalder pozostaje zagadką. Planeta ma niewiele kraterów uderzeniowych , co dowodzi, że powierzchnia jest stosunkowo młoda, ma 300–600  milionów lat. Wenus ma kilka unikalnych cech powierzchni, oprócz kraterów uderzeniowych, gór i dolin powszechnie występujących na planetach skalistych. Wśród nich są wulkaniczne elementy o płaskim szczycie zwane „ farra ”, które wyglądają trochę jak naleśniki i mają rozmiar od 20 do 50 km (12 do 31 mil) i od 100 do 1000 m (330 do 3280 stóp) wysokości; promieniste, gwiaździste układy pęknięć zwane „nowymi”; cechy ze złamaniami promieniowymi i koncentrycznymi przypominającymi pajęczyny, znane jako „ pajęczaki ”; i „coronae”, okrągłe pierścienie złamań, czasami otoczone zagłębieniem. Te cechy są pochodzenia wulkanicznego.

Większość cech powierzchni Wenus nosi imię kobiet historycznych i mitologicznych. Wyjątkiem są Maxwell Montes, nazwane na cześć Jamesa Clerka Maxwella oraz regiony górskie Alpha Regio , Beta Regio i Ovda Regio . Ostatnie trzy cechy zostały nazwane zanim obecny system został przyjęty przez Międzynarodową Unię Astronomiczną , ciało nadzorujące nazewnictwo planetarne .

Długość geograficzna cech fizycznych Wenus jest wyrażona w stosunku do jej południka zerowego . Pierwotny południk zerowy przeszedł przez jasny dla radaru punkt w centrum owalnego obiektu Eve, położonego na południe od Alpha Regio. Po zakończeniu misji Wenery południk zerowy został przedefiniowany tak, aby przechodził przez centralny szczyt w kraterze Ariadna na Sedna Planitia .

Stratygraficznie najstarsze tereny tesserowe mają konsekwentnie niższą emisyjność termiczną niż otaczające je równiny bazaltowe mierzone za pomocą Venus Express i Magellan , co wskazuje na inny, być może bardziej felsowy , zespół minerałów. Mechanizm generowania dużej ilości skorupy felsowej zwykle wymaga obecności oceanu wodnego i tektoniki płyt , co sugeruje, że na wczesnej Wenus istniały warunki nadające się do zamieszkania. Jednak charakter terenów tesserowych jest daleki od pewności.

Wulkanizm

Obraz jest w fałszywych kolorach, z Maat Mons przedstawionymi w odcieniach złota i ognistej czerwieni na czarnym tle
Mapa radarowa Maat Mons . z fałszywymi kolorami

Wydaje się, że znaczna część powierzchni Wenus została ukształtowana przez aktywność wulkaniczną. Wenus ma kilka razy więcej wulkanów niż Ziemia i ma 167 dużych wulkanów o średnicy ponad 100 km (60 mil). Jedynym takim kompleksem wulkanicznym na Ziemi jest Wielka Wyspa Hawajów. Nie dzieje się tak dlatego, że Wenus jest bardziej aktywna wulkanicznie niż Ziemia, ale dlatego, że jej skorupa jest starsza i nie podlega temu samemu procesowi erozji . Ziemska skorupa oceaniczna jest nieustannie poddawana procesowi subdukcji na granicach płyt tektonicznych , a jej średni wiek wynosi około stu milionów lat, podczas gdy wiek powierzchni Wenus szacuje się na 300-600  milionów lat.

Kilka linii dowodów wskazuje na trwającą aktywność wulkaniczną na Wenus. Stężenie dwutlenku siarki w atmosferze spadło dziesięciokrotnie w latach 1978-1986, podskoczyło w 2006 roku i ponownie spadło dziesięciokrotnie. Może to oznaczać, że poziomy zostały kilkakrotnie podniesione przez duże erupcje wulkanów. Sugerowano również, że błyskawice wenus (omówione poniżej) mogą pochodzić z aktywności wulkanicznej (tj . błyskawicy wulkanicznej ). W styczniu 2020 r. astronomowie zgłosili dowody sugerujące, że Wenus jest obecnie aktywna wulkanicznie, a konkretnie odkryto oliwin , produkt wulkaniczny, który szybko wietrzyłby na powierzchni planety.

W 2008 i 2009 roku Venus Express zaobserwował pierwszy bezpośredni dowód trwającego wulkanizmu w postaci czterech przejściowych zlokalizowanych gorących punktów podczerwieni w strefie szczeliny Ganis Chasma , w pobliżu wulkanu tarczowego Maat Mons . Trzy z plam zaobserwowano na więcej niż jednej kolejnej orbicie. Uważa się, że te miejsca reprezentują lawę świeżo uwolnioną przez erupcje wulkanów. Rzeczywiste temperatury nie są znane, ponieważ nie można było zmierzyć wielkości gorących punktów, ale prawdopodobnie mieściły się one w zakresie 800–1100 K (527–827°C; 980–1520 °F) w stosunku do normalnego temperatura 740 K (467 ° C; 872 ° F).

Kratery

Równiny Wenus
Kratery uderzeniowe na powierzchni Wenus (obraz w fałszywych kolorach zrekonstruowany z danych radarowych)

Prawie tysiąc kraterów uderzeniowych na Wenus jest równomiernie rozmieszczonych na jej powierzchni. Na innych pokrytych kraterami ciałach, takich jak Ziemia i Księżyc, kratery wykazują szereg stanów degradacji. Na Księżycu degradacja jest spowodowana kolejnymi uderzeniami, podczas gdy na Ziemi jest spowodowana erozją wietrzną i deszczową. Na Wenus około 85% kraterów jest w stanie nienaruszonym. Liczba kraterów wraz z ich dobrze zachowanym stanem wskazuje, że 300-600  milionów lat temu planeta przeszła globalne wynurzenie, po którym nastąpił rozpad wulkanizmu. Podczas gdy skorupa ziemska jest w ciągłym ruchu, uważa się, że Wenus nie jest w stanie utrzymać takiego procesu. Bez tektoniki płyt, która rozpraszałaby ciepło z płaszcza, Wenus przechodzi cykliczny proces, w którym temperatury płaszcza rosną, aż osiągną poziom krytyczny, który osłabia skorupę. Następnie, w ciągu około 100  milionów lat, subdukcja zachodzi na ogromną skalę, całkowicie przetwarzając skorupę.

Kratery Wenus mają średnicę od 3 do 280 km (2 do 174 mil). Żadne kratery nie są mniejsze niż 3  km, ze względu na wpływ gęstej atmosfery na nadlatujące obiekty. Obiekty o energii kinetycznej poniżej określonej są tak bardzo spowalniane przez atmosferę, że nie tworzą krateru uderzeniowego. Nadlatujące pociski o średnicy mniejszej niż 50 m (160 stóp) rozpadają się i spalają w atmosferze, zanim dotrą do ziemi.

Struktura wewnętrzna

Przekrój sferyczny Wenus ukazujący różne warstwy
Zróżnicowana struktura Wenus

Bez danych sejsmicznych lub wiedzy o jej momencie bezwładności , dostępnych jest niewiele bezpośrednich informacji o wewnętrznej strukturze i geochemii Wenus. Podobieństwo wielkości i gęstości między Wenus i Ziemią sugeruje, że mają one podobną strukturę wewnętrzną: jądro , płaszcz , i skorupę . Podobnie jak Ziemia, jądro Wenus jest najprawdopodobniej przynajmniej częściowo płynne, ponieważ obie planety ochładzają się mniej więcej w tym samym tempie, chociaż nie można wykluczyć całkowicie stałego jądra. Nieco mniejszy rozmiar Wenus oznacza, że ​​ciśnienie w jej głębokim wnętrzu jest o 24% niższe niż na Ziemi. Przewidywane wartości momentu bezwładności oparte na modelach planetarnych sugerują, że promień jądra wynosi 2900-3450 km. Jest to zgodne z pierwszymi szacunkami obserwacyjnymi na 3500 km.

Główną różnicą między tymi dwiema planetami jest brak dowodów na istnienie tektoniki płyt na Wenus, prawdopodobnie dlatego, że jej skorupa jest zbyt silna, aby subduktować bez wody, aby uczynić ją mniej lepką . Powoduje to zmniejszenie strat ciepła z planety, zapobiegając jej ochładzaniu i dostarczając prawdopodobnego wyjaśnienia braku wewnętrznie generowanego pola magnetycznego . Zamiast tego Wenus może tracić swoje wewnętrzne ciepło w okresowych, dużych wydarzeniach związanych z wynurzeniem się na powierzchnię.

Pole magnetyczne i rdzeń

W 1967 roku Wenera 4 stwierdziła, że ​​pole magnetyczne Wenus jest znacznie słabsze niż ziemskie. To pole magnetyczne jest indukowane raczej przez interakcję między jonosferą a wiatrem słonecznym , a nie przez wewnętrzne dynamo jak w jądrze Ziemi . Mała indukowana magnetosfera Wenus zapewnia znikomą ochronę atmosfery przed promieniowaniem kosmicznym .

Brak wewnętrznego pola magnetycznego na Wenus był zaskakujący, biorąc pod uwagę, że jest ona zbliżona do Ziemi i oczekiwano, że w swoim jądrze również zawiera dynamo. Dynamo wymaga trzech rzeczy: cieczy przewodzącej , rotacji i konwekcji . Uważa się, że rdzeń jest elektrycznie przewodzący i chociaż często uważa się, że jego obrót jest zbyt wolny, symulacje pokazują, że wystarcza do wytworzenia dynama. Oznacza to, że brakuje dynama z powodu braku konwekcji w jądrze Wenus. Na Ziemi konwekcja zachodzi w płynnej zewnętrznej warstwie jądra, ponieważ dolna warstwa płynnej warstwy ma znacznie wyższą temperaturę niż górna. Na Wenus globalna zmiana powierzchni mogła spowodować wyłączenie tektoniki płyt i doprowadzić do zmniejszenia przepływu ciepła przez skorupę. Ten efekt izolacyjny spowodowałby wzrost temperatury płaszcza, zmniejszając w ten sposób strumień ciepła z rdzenia. W rezultacie nie jest dostępne żadne wewnętrzne geodynamo do napędzania pola magnetycznego. Zamiast tego ciepło z rdzenia ponownie podgrzewa skorupę.

Jedną z możliwości jest to, że Wenus nie ma stałego wewnętrznego jądra lub że jej rdzeń nie stygnie, tak że cała płynna część jądra ma mniej więcej taką samą temperaturę. Inną możliwością jest to, że jego rdzeń już całkowicie się zestalił. Stan rdzenia jest silnie uzależniony od stężenia siarki , które obecnie jest nieznane.

Słaba magnetosfera wokół Wenus oznacza, że ​​wiatr słoneczny oddziałuje bezpośrednio z jej atmosferą zewnętrzną. Tutaj jony wodoru i tlenu powstają w wyniku dysocjacji cząsteczek wody z promieniowania ultrafioletowego . Wiatr słoneczny dostarcza następnie energii, która nadaje niektórym z tych jonów prędkość wystarczającą do ucieczki z pola grawitacyjnego Wenus. Ten proces erozji powoduje stałą utratę jonów wodoru, helu i tlenu o małej masie, podczas gdy cząsteczki o większej masie, takie jak dwutlenek węgla, są bardziej narażone na zatrzymanie. Erozja atmosfery spowodowana wiatrem słonecznym mogła doprowadzić do utraty większości wody na Wenus w ciągu pierwszego miliarda lat po jej uformowaniu. Jednak planeta mogła zachować dynamo przez pierwsze 2-3 miliardy lat, więc utrata wody mogła nastąpić później. Erozja zwiększyła stosunek deuteru o większej masie do wodoru o mniejszej masie w atmosferze 100 razy w porównaniu z resztą Układu Słonecznego.

Orbita i obrót

Orbity Merkurego, Wenus, Ziemi i Marsa
Wenus jest drugą planetą od Słońca, okrążającą około 1,6 raza (żółty ślad) w ciągu 365 dni Ziemi (niebieski ślad).

Wenus okrąża Słońce w średniej odległości około 0,72  AU (108 milionów  km ; 67 milionów  mil ) i okrąża ją co 224,7 dni. Chociaż wszystkie orbity planeteliptyczne , orbita Wenus jest obecnie najbardziej zbliżona do kołowej , z mimośrodem mniejszym niż 0,01. Symulacje dynamiki orbity wczesnego Układu Słonecznego wykazały, że ekscentryczność orbity Wenus mogła być w przeszłości znacznie większa, osiągając wartości nawet 0,31 i prawdopodobnie wpływając na wczesną ewolucję klimatu. Obecna, prawie kołowa orbita Wenus oznacza, że ​​kiedy Wenus leży między Ziemią a Słońcem w koniunkcji dolnej , zbliża się ona do Ziemi najbliżej Ziemi ze średniej odległości 41 milionów km (25 milionów mil). Planeta osiąga dolną koniunkcję średnio co 584 dni. Z powodu zmniejszającego się mimośrodu orbity Ziemi , minimalne odległości będą się zwiększać w ciągu dziesiątek tysięcy lat. Od roku  1 do 5383, istnieje 526 podejść mniej niż 40 milionów km (25 milionów mil); potem nie ma żadnego przez około 60 158 lat.

Wszystkie planety w Układzie Słonecznym krążą wokół Słońca w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara , patrząc z góry na północny biegun Ziemi. Większość planet obraca się również wokół swoich osi w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, ale Wenus obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara w rotacji wstecznej raz na 243 ziemskie dni — najwolniejszy obrót spośród wszystkich planet. Ponieważ jej rotacja jest tak powolna, Wenus jest bardzo blisko kuli. Zatem dzień syderyczny na Wenus trwa dłużej niż rok na Wenus (243 dni w porównaniu do 224,7 dni ziemskich). Równik Wenus obraca się z prędkością 6,52 km/h (4,05 mph), podczas gdy Ziemia obraca się z prędkością 1674,4 km/h (1040,4 mph). Okres rotacji Wenus mierzony za pomocą danych sondy Magellan w okresie 500 dni jest krótszy niż okres rotacji mierzony podczas 16-letniego okresu między wizytami sondy Magellan i Venus Express , z różnicą około 6,5  minuty. Ze względu na rotację wsteczną długość dnia słonecznego na Wenus jest znacznie krótsza niż dnia gwiezdnego i wynosi 116,75 dni ziemskich (co sprawia , że ​​dzień słoneczny na Wenus jest krótszy niż 176 dni ziemskich na Merkurym – liczba 116 dni jest bardzo zbliżona do średnia liczba dni, w jakie Merkury prześlizguje się pod Ziemią na swojej orbicie). Jeden rok w Wenus to około 1,92  wenusjańskiego dnia słonecznego. Dla obserwatora na powierzchni Wenus Słońce wschodziłoby na zachodzie i zachodziło na wschodzie, chociaż nieprzezroczyste chmury Wenus uniemożliwiają obserwację Słońca z powierzchni planety.

Wenus mogła powstać z mgławicy słonecznej o innym okresie rotacji i nachyleniu, osiągając swój obecny stan z powodu chaotycznych zmian wirowania spowodowanych perturbacjami planetarnymi i wpływem pływów na jej gęstą atmosferę, zmiana, która miała miejsce w ciągu miliardów lat . Okres rotacji Wenus może reprezentować stan równowagi między pływowym blokowaniem grawitacji Słońca, która ma tendencję do spowalniania rotacji, a przypływem atmosferycznym utworzonym przez słoneczne ogrzewanie gęstej atmosfery Wenus. Średni 584-dniowy odstęp między kolejnymi bliskimi zbliżeniami do Ziemi jest prawie dokładnie równy 5  wenusjańskim dniom słonecznym (dokładnie 5,001444), ale hipoteza o rezonansie spinowo-orbitalnym z Ziemią została odrzucona.

Wenus nie ma naturalnych satelitów. Posiada kilka asteroid trojańskich : quasi-satelitarną 2002 VE 68 i dwa inne tymczasowe trojany, 2001 CK 32 i 2012 XE 133 . W XVII wieku Giovanni Cassini doniósł o księżycu krążącym wokół Wenus, który został nazwany Neith , a liczne obserwacje odnotowano w następujących200 lat , ale większość z nich została określona jako gwiazdy w pobliżu. Badania Alexa Alemiego i Davida Stevensona z 2006 roku dotyczące modeli wczesnego Układu Słonecznego w California Institute of Technology pokazują, że Wenus prawdopodobnie miała co najmniej jeden księżyc stworzony w wyniku potężnego uderzenia miliardy lat temu. Według badań około 10  milionów lat później kolejne uderzenie odwróciło kierunek wirowania planety i spowodowało, że księżyc Wenus stopniowo poruszał się po spirali do wewnątrz , aż zderzył się z Wenus. Jeśli późniejsze uderzenia stworzyły księżyce, zostały one usunięte w ten sam sposób. Alternatywnym wyjaśnieniem braku satelitów jest efekt silnych pływów słonecznych, które mogą destabilizować duże satelity krążące wokół wewnętrznych planet ziemskich.  

Obserwowalność

Zdjęcie nocnego nieba zrobione z brzegu morza.  Na horyzoncie widać promyk słońca.  Widocznych jest wiele gwiazd.  Wenus znajduje się w centrum, znacznie jaśniej niż którakolwiek z gwiazd, a jej światło można zobaczyć odbite w oceanie.
Wenus, na zdjęciu pośrodku po prawej, jest zawsze jaśniejsza niż wszystkie inne planety lub gwiazdy widziane z Ziemi. Jowisz jest widoczny w górnej części obrazu.

Gołym okiem Wenus jawi się jako biały punkt światła jaśniejszy niż jakakolwiek inna planeta lub gwiazda (z wyjątkiem Słońca). Średnia jasność pozorna planety wynosi -4,14 ​​przy odchyleniu standardowym 0,31. Najjaśniejsza wielkość występuje w fazie półksiężyca około miesiąca przed lub po złej koniunkcji. Wenus blednie do około -3 wielkości, gdy jest podświetlana przez Słońce. Planeta jest wystarczająco jasna, aby można ją było zobaczyć w biały dzień, ale jest łatwiej widoczna, gdy Słońce znajduje się nisko nad horyzontem lub zachodzi. Jako gorsza planeta zawsze leży w odległości około 47° od Słońca .

Wenus „dogonia” Ziemię co 584 dni, gdy krąży wokół Słońca. W tym czasie zmienia się z "Gwiazdy Wieczornej", widocznej po zachodzie słońca, na "Gwiazdę Poranną", widoczną przed wschodem słońca. Chociaż Merkury , druga słabsza planeta, osiąga maksymalne wydłużenie tylko 28° i często trudno go dostrzec o zmierzchu, Wenus trudno przeoczyć, gdy jest najjaśniejsza. Jego większe maksymalne wydłużenie oznacza, że ​​jest widoczny na ciemnym niebie długo po zachodzie słońca. Jako najjaśniejszy punktowy obiekt na niebie, Wenus jest często błędnie opisywanym „ niezidentyfikowanym obiektem latającym ”.

Schemat ilustrujący fazy Wenus
Fazy ​​Wenus i ewolucja jej pozornej średnicy

Fazy

Okrążając Słońce, Wenus pokazuje fazy podobne do faz Księżyca w widoku teleskopowym . Planeta pojawia się jako mały i „pełny” dysk, gdy znajduje się po przeciwnej stronie Słońca (w koniunkcji wyższej ). Wenus pokazuje większy dysk i „ćwierćfazę” przy maksymalnych wydłużeniach od Słońca, a najjaśniejsza wydaje się być na nocnym niebie. Planeta przedstawia znacznie większy, cienki „półksiężyc” w widokach teleskopowych, gdy przechodzi wzdłuż bliższej strony między Ziemią a Słońcem. Wenus pokazuje swój największy rozmiar i „nową fazę”, gdy znajduje się między Ziemią a Słońcem (w dolnej koniunkcji). Jego atmosfera jest widoczna przez teleskopy dzięki załamanemu wokół niego aureoli światła słonecznego. Fazy ​​są wyraźnie widoczne w 4" teleskopie.

Tranzyty

Orbita Wenus jest lekko nachylona w stosunku do orbity Ziemi; tak więc, gdy planeta przechodzi między Ziemią a Słońcem, zwykle nie przecina tarczy Słońca. Tranzyty Wenus mają miejsce, gdy dolna koniunkcja planety zbiega się z jej obecnością w płaszczyźnie orbity Ziemi. Tranzyty Wenus występują w cyklach243 lata , przy obecnym wzorcu tranzytów będącymi parami tranzytów oddzielonych ośmioma latami, w odstępach około105,5 lat lub121,5 lat — wzór odkryty po raz pierwszy w 1639 roku przez angielskiego astronoma Jeremiaha Horrocksa .

Ostatnia para to 8 czerwca 2004 i 5-6 czerwca 2012 . Tranzyt można było oglądać na żywo w wielu sklepach internetowych lub lokalnie przy odpowiednim sprzęcie i warunkach.

Poprzednia para tranzytów miała miejsce w grudniu 1874 i grudniu 1882 ; następna para wystąpi w grudniu 2117 i 2125. Tranzyt z 1874 roku jest tematem najstarszego znanego filmu, Passage de Venus z 1874 roku . Z historycznego punktu widzenia tranzyty Wenus były ważne, ponieważ pozwoliły astronomom określić wielkość jednostki astronomicznej , a tym samym wielkość Układu Słonecznego , jak wykazał Horrocks w 1639 roku . Eksploracja wschodniego wybrzeża Australii przez kapitana Cooka nastąpiła po tym, jak w 1768 roku popłynął na Tahiti , aby obserwować tranzyt Wenus.

Pentagram Wenus

Złożony, spiralny, kwiatowy wzór z pięcioma pętlami otaczającymi środek
Pentagram Wenus. Ziemia znajduje się w centrum diagramu, a krzywa przedstawia kierunek i odległość Wenus w funkcji czasu.

Pentagram Wenus to ścieżka , którą podąża Wenus obserwowana z Ziemi. Kolejne dolne koniunkcje Wenus powtarzają się bardzo blisko stosunku 13:8 (okrąża Ziemię osiem razy na każde 13 orbit Wenus), przesuwając się o 144° w kolejnych dolnych koniunkcjach. Stosunek 13:8 jest przybliżony. 8/13 to około 0,61538, podczas gdy Wenus okrąża Słońce w ciągu 0,61519 lat. Pentagram Wenus jest czasami nazywany płatkami Wenus ze względu na wizualne podobieństwo ścieżki do kwiatu.

Objawienia w świetle dziennym

Obserwacje Wenus gołym okiem w ciągu dnia istnieją w kilku anegdotach i zapisach. Astronom Edmund Halley obliczył jej maksymalną jasność gołym okiem w 1716 roku, kiedy wielu londyńczyków było zaniepokojonych jego pojawieniem się w ciągu dnia. Cesarz francuski Napoleon Bonaparte był kiedyś świadkiem objawienia się planety w ciągu dnia podczas przyjęcia w Luksemburgu . Kolejna historyczna obserwacja planety w ciągu dnia miała miejsce podczas inauguracji amerykańskiego prezydenta Abrahama Lincolna w Waszyngtonie, DC , w dniu 4  marca 1865 roku. Chociaż widoczność faz Wenus gołym okiem jest kwestionowana, istnieją zapisy o obserwacjach jej sierpa.

Popielate światło

Od dawna tajemnicą obserwacji Wenus jest tak zwane popielate światło — pozornie słabe oświetlenie jej ciemnej strony, widoczne, gdy planeta znajduje się w fazie półksiężyca. Pierwsza deklarowana obserwacja popielatego światła miała miejsce w 1643 roku, ale istnienie iluminacji nigdy nie zostało wiarygodnie potwierdzone. Obserwatorzy spekulowali, że może to wynikać z aktywności elektrycznej w atmosferze Wenus, ale może być iluzoryczne, wynikające z fizjologicznego efektu obserwowania jasnego obiektu w kształcie półksiężyca. Popielate światło było często widywane, gdy Wenus jest na wieczornym niebie, kiedy wieczorny terminator planety jest w kierunku Ziemi.

Obserwacja i eksploracja

Wczesna obserwacja

Ręcznie rysowana sekwencja obrazów przedstawiających Wenus przechodzącą przez krawędź tarczy słonecznej, pozostawiając za sobą iluzoryczną kroplę cienia
Efekt czarnej kropli ” odnotowany podczas tranzytu w 1769 r

Ponieważ ruchy Wenus wydają się być nieciągłe (znika z powodu bliskości słońca przez wiele dni, a następnie pojawia się ponownie na drugim horyzoncie), niektóre kultury nie rozpoznawały Wenus jako jednego bytu; zamiast tego założyli, że są to dwie oddzielne gwiazdy na każdym horyzoncie: poranna i wieczorna. Niemniej jednak pieczęć cylindryczna z okresu Dżemdet Nasr i tabliczka z Wenus Ammisaduqa z pierwszej dynastii babilońskiej wskazują, że starożytni Sumerowie wiedzieli już, że poranne i wieczorne gwiazdy są tym samym obiektem niebieskim. W okresie starobabilońskim planeta Wenus była znana jako Ninsi'anna, a później jako Dilbat. Nazwa „Ninsi'anna” oznacza „boską damę, oświetlenie nieba”, co odnosi się do Wenus jako najjaśniejszej widocznej „gwiazdy”. Wcześniej pisownia imienia była zapisywana pismem klinowym si4 (= SU, co znaczy „być czerwonym”), a pierwotnym znaczeniem mogło być „boska dama czerwieni nieba”, w odniesieniu do koloru poranka i Wieczorne niebo.

Chińczycy historycznie odnosili się do porannej Wenus jako „Wielkiej Białej” ( Tàibái 太白) lub „Otwieracza (Rozrusznika) Jasności” ( Qǐmíng 啟明), a wieczornej Wenus jako „Doskonałej Zachodniej” ( Chánggēng 長庚).

Starożytni Grecy również początkowo wierzyli, że Wenus to dwie oddzielne gwiazdy: Fosfor , gwiazda poranna i Hesperus , gwiazda wieczorna. Pliniusz Starszy przypisał Pitagorasowi w VI wieku p.n.e. spostrzeżenie, że były one jednym obiektem, podczas gdy Diogenes Laertius twierdził, że prawdopodobnie za to odkrycie odpowiadał Parmenides . Chociaż rozpoznawali Wenus jako pojedynczy obiekt, starożytni Rzymianie nadal określali poranny aspekt Wenus jako Lucyfer , dosłownie „Przynoszący Światło”, a wieczorny aspekt jako Nieszpory , które są dosłownym tłumaczeniem ich tradycyjnych greckich imion.

W drugim wieku, w swoim astronomicznym traktacie Almagest , Ptolemeusz wysnuł teorię, że zarówno Merkury, jak i Wenus znajdują się między Słońcem a Ziemią. XI-wieczny perski astronom Awicenna twierdził, że zaobserwował tranzyt Wenus , co późniejsi astronomowie uznali za potwierdzenie teorii Ptolemeusza. W XII wieku andaluzyjski astronom Ibn Bajjah zaobserwował „dwie planety jako czarne plamy na tarczy Słońca”; uważał je za tranzyty Wenus i Merkurego XIII-wieczny astronom z Maragha Qotb al-Din Shirazi , choć nie może to być prawdą, ponieważ za życia Ibn Bajjah nie było tranzytów Wenus.

Wenus jest pokazana w różnych pozycjach na swojej orbicie wokół Słońca, a każda pozycja oznacza inną ilość oświetlenia powierzchni
Odkrycie Galileusza , że ​​Wenus wykazuje fazy (chociaż na ziemskim niebie pozostaje blisko Słońca) dowiodło, że krąży ona wokół Słońca , a nie Ziemi .

Kiedy włoski fizyk Galileo Galilei po raz pierwszy obserwował planetę na początku XVII wieku, odkrył, że pokazuje ona fazy podobne do Księżyca, wahające się od półksiężyca przez garbowaty do pełni i odwrotnie. Kiedy Wenus jest najdalej od Słońca na niebie, pokazuje fazę półświetlną , a gdy jest najbliżej Słońca na niebie, pokazuje się jako półksiężyc lub faza pełna. Byłoby to możliwe tylko wtedy, gdyby Wenus krążyła wokół Słońca, a była to jedna z pierwszych obserwacji, które wyraźnie zaprzeczały geocentrycznemu modelowi Ptolemeuszy , że Układ Słoneczny był koncentryczny i wyśrodkowany na Ziemi.

Tranzyt Wenus w 1639 roku został dokładnie przepowiedziany przez Jeremiasza Horrocksa i obserwowany przez niego i jego przyjaciela, Williama Crabtree , w każdym z ich domów, 4  grudnia 1639 (24 listopada według ówczesnego kalendarza juliańskiego ).

Atmosferę Wenus odkrył w 1761 r. rosyjski erudyta Michaił Łomonosow . Atmosferę Wenus zaobserwował w 1790 roku niemiecki astronom Johann Schröter . Schröter odkrył, że kiedy planeta była cienkim półksiężycem, wierzchołki rozciągały się na ponad 180°. Prawidłowo przypuszczał, że było to spowodowane rozpraszaniem światła słonecznego w gęstej atmosferze. Później amerykański astronom Chester Smith Lyman zaobserwował kompletny pierścień wokół ciemnej strony planety, gdy znajdowała się ona w dolnej koniunkcji , dostarczając dalszych dowodów na istnienie atmosfery. Atmosfera skomplikowała próby określenia okresu rotacji planety, a obserwatorzy, tacy jak urodzony we Włoszech astronom Giovanni Cassini i Schröter, błędnie oszacowali okresy około24 godziny od ruchów śladów na widocznej powierzchni planety.

Badania naziemne

czarno-biały obraz Wenus z rozmytymi krawędziami i oświetlonym małym półksiężycem na jej powierzchni
Współczesny teleskopowy widok Wenus z powierzchni Ziemi

Niewiele więcej odkryto o Wenus aż do XX wieku. Jego prawie pozbawiony cech charakterystyczny dysk nie dawał żadnych wskazówek, jak może wyglądać jego powierzchnia, i dopiero wraz z rozwojem obserwacji spektroskopowych , radarowych i ultrafioletowych ujawniono więcej jego tajemnic. Pierwsze obserwacje w ultrafiolecie przeprowadzono w latach 20. XX wieku, kiedy Frank E. Ross odkrył, że zdjęcia w ultrafiolecie ujawniły znaczne szczegóły, których nie było w promieniowaniu widzialnym i podczerwonym . Zasugerował, że było to spowodowane gęstą, żółtą niższą atmosferą z wysokimi chmurami cirrusowymi nad nią.

Obserwacje spektroskopowe w XX wieku dostarczyły pierwszych wskazówek na temat rotacji Wenus. Vesto Slipher próbował zmierzyć przesunięcie Dopplera światła z Wenus, ale stwierdził, że nie może wykryć żadnej rotacji. Przypuszczał, że planeta musi mieć znacznie dłuższy okres rotacji, niż wcześniej sądzono. Późniejsze prace w latach 50. wykazały, że rotacja była wsteczna. Obserwacje radarowe Wenus zostały po raz pierwszy przeprowadzone w latach 60. XX wieku i dostarczyły pierwszych pomiarów okresu rotacji, które były zbliżone do wartości współczesnych.

Obserwacje radarowe w latach 70. po raz pierwszy ujawniły szczegóły powierzchni Wenus. Impulsy fal radiowych zostały wysłane na planetę za pomocą 300-metrowego radioteleskopu w Arecibo Observatory , a echa ujawniły dwa silnie odbijające obszary, oznaczone regionami Alfa i Beta . Obserwacje ujawniły również jasny region przypisywany górom, który nazwano Maxwell Montes . Te trzy cechy są obecnie jedynymi na Wenus, które nie mają żeńskich imion.

Badanie

Pierwszą misją robotycznej sondy kosmicznej na Wenus i jakąkolwiek planetę była Wenera 1 z sowieckiego programu Wenera uruchomionego w 1961 roku, choć straciła ona kontakt po drodze.

Makieta statku kosmicznego Venera 1

Pierwszą udaną misją na Wenus (a także pierwszą udaną misją międzyplanetarną na świecie ) była misja Mariner 2 przez Stany Zjednoczone, która odbyła się 14 grudnia 1962 r. na 34 833 km (21 644 mil) nad powierzchnią Wenus i zbierała dane na temat planety. atmosfera.

Wizja artystyczna Marinera 2 , wystrzelonego w 1962 roku: szkieletowy statek kosmiczny w kształcie butelki z dużą anteną radiową na górze

18 października 1967 r. radziecka Wenera 4 z powodzeniem weszła jako pierwsza, która zbadała atmosferę i przeprowadziła eksperymenty naukowe. Wenera 4 wykazała, że ​​temperatura powierzchni była wyższa niż obliczył Mariner 2 , prawie 500 ° C (932 ° F), ustalił, że atmosfera składała się w 95% z dwutlenku węgla ( CO
2
) i odkryli, że atmosfera Wenus była znacznie gęstsza niż przewidywali projektanci Venera 4 . Wspólne dane Venera 4Mariner 5 zostały przeanalizowane przez połączony sowiecko-amerykański zespół naukowy w serii kolokwiów w ciągu następnego roku, jako wczesny przykład współpracy kosmicznej.

15 grudnia 1970 roku Venera 7 stał się pierwszym statkiem kosmicznym, który miękko wylądował na innej planecie i jako pierwszy przesłał stamtąd dane z powrotem na Ziemię .

W 1974 roku Mariner 10 przechylił się nad Wenus, aby zgiąć swoją ścieżkę w kierunku Merkurego i wykonał ultrafioletowe zdjęcia chmur, ujawniając niezwykle wysokie prędkości wiatru w atmosferze Wenus. Była to pierwsza użyta międzyplanetarna asysta grawitacyjna , technika, która zostanie wykorzystana przez późniejsze sondy, w szczególności Voyager 1 i 2 .

Globalny obraz Wenus w sztucznych kolorach w promieniowaniu ultrafioletowym wykonany przez Marinera 10

W 1975 roku radzieckie lądowniki Venera 9 i 10 przesłały pierwsze czarno-białe obrazy z powierzchni Wenus. W 1982 roku uzyskano pierwsze kolorowe obrazy powierzchni za pomocą radzieckich lądowników Venera 13 i 14 .

180-stopniowa panorama powierzchni Wenus z radzieckiego lądownika Venera 9 , 1975. Czarno-biały obraz jałowych, czarnych, podobnych do łupków skał na tle płaskiego nieba. W centrum uwagi jest ziemia i sonda.

NASA uzyskała dodatkowe dane w 1978 roku dzięki projektowi Pioneer Venus, który składał się z dwóch oddzielnych misji: Pioneer Venus Orbiter i Pioneer Venus Multiprobe . Udany radziecki program Wenera dobiegł końca w październiku 1983 r., kiedy Wenera 15 i 16 zostały umieszczone na orbicie, aby przeprowadzić szczegółowe mapowanie 25% terenu Wenus (od bieguna północnego do 30° szerokości geograficznej północnej)

Kilka innych misji badało Wenus w latach 80. i 90., w tym Vega 1 (1985), Vega 2 (1985), Galileo (1990), Magellan (1994), Cassini-Huygens (1998) i MESSENGER (2006). Wszyscy oprócz Magellana byli asystami grawitacyjnymi. Następnie Venus Express Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) wszedł na orbitę wokół Wenus w kwietniu 2006 roku. Wyposażony w siedem instrumentów naukowych Venus Express zapewnił bezprecedensowe długoterminowe obserwacje atmosfery Wenus. ESA zakończyła misję Venus Express w grudniu 2014 roku.

Od 2020 r. japońskie Akatsuki znajduje się na wysoce ekscentrycznej orbicie wokół Wenus od 7  grudnia 2015 r., a istnieje kilka propozycji sondowania analizowanych przez Roscosmos , NASA, ISRO , ESA i sektor prywatny (np. przez Rocketlab ).

W kulturze

Wenus jest przedstawiona na prawo od dużego cyprysu na obrazie Vincenta van Gogha z 1889 roku Gwiaździsta noc .

Wenus jest główną cechą nocnego nieba, a więc miała niezwykłe znaczenie w mitologii , astrologii i fikcji w historii iw różnych kulturach.

W religii sumeryjskiej Inanna była związana z planetą Wenus. Kilka hymnów chwali Inannę w jej roli bogini planety Wenus. Profesor teologii Jeffrey Cooley argumentował, że w wielu mitach ruchy Inanny mogą odpowiadać ruchom planety Wenus na niebie. Nieciągłe ruchy Wenus odnoszą się zarówno do mitologii, jak i do dwoistej natury Inanny. W Zejście Inanny do podziemi , w przeciwieństwie do żadnego innego bóstwa, Inanna jest w stanie zejść do zaświatów i powrócić do niebios. Wydaje się, że planeta Wenus opada w podobny sposób, zachodząc na zachodzie, a następnie ponownie wznosząc się na wschodzie. Hymn wprowadzający opisuje Inannę opuszczającą niebiosa i kierującą się do Kur , które można przypuszczać, w góry, odtwarzając wschody i zachody Inanny na Zachodzie. W Inannie i Shukaletudzie oraz Zejście Inanny do podziemi wydają się odpowiadać ruchowi planety Wenus. W Inanna i Shukaletuda , Shukaletuda jest opisany jako skanujący niebiosa w poszukiwaniu Inanny, prawdopodobnie przeszukujący wschodni i zachodni horyzont. W tym samym micie, podczas poszukiwania napastnika, sama Inanna wykonuje kilka ruchów, które odpowiadają ruchom Wenus na niebie.

Poeci klasyczni, tacy jak Homer , Safona , Owidiusz i Wergiliusz , mówili o gwieździe i jej świetle. Poeci tacy jak William Blake , Robert Frost , Letitia Elizabeth Landon , Alfred Lord Tennyson i William Wordsworth pisali do niego ody.

W języku chińskim planeta nazywa się Jīn-xīng (金星), złota planeta elementu metalowego . W Indiach Shukra Graha ("planeta Shukra") nosi imię potężnego świętego Shukry. Shukra , który jest używany w indyjskiej astrologii wedyjskiej , oznacza „czysty, czysty” lub „jasność, jasność” w sanskrycie . Jeden z dziewięciu Navagraha , uważa się, że wpływa na bogactwo, przyjemność i reprodukcję; był to syn Bhrgu , nauczyciela Daityów i guru Asurów. Słowo Shukra jest również związane z nasieniem lub pokoleniem. Wenus jest znana jako Kejora w indonezyjskim i malezyjskim malajskim . Współczesne kultury chińskie , japońskie i koreańskie nazywają planetę dosłownie „metalową gwiazdą” (金星), opartą na pięciu żywiołach .

Majowie uważali Wenus za najważniejsze ciało niebieskie po Słońcu i Księżycu. Nazwali go Chac ek lub Noh Ek 'Wielka Gwiazda'. Cykle Wenus były ważne dla ich kalendarza i zostały opisane w niektórych ich książkach, takich jak Kodeks Majów z Meksyku i Kodeks Drezdeński .

Starożytni Egipcjanie i Grecy wierzyli , że Wenus to dwa oddzielne ciała, gwiazda poranna i gwiazda wieczorna. Egipcjanie znali gwiazdę poranną jako Tioumoutiri, a wieczorną jako Ouaiti. Grecy używali nazw Phōsphoros (Φωσϕόρος), co oznacza „przynoszący światło” (stąd element fosforu ; alternatywnie Ēōsphoros (Ἠωσϕόρος), oznaczający „przynoszący świt”), dla gwiazdy porannej, oraz Hesperos (Ἕσπερος), co oznacza „zachodni jeden”, dla gwiazdy wieczoru. Chociaż w epoce rzymskiej były rozpoznawane jako jeden obiekt niebieski, znany jako „gwiazda Wenus ”, nadal używano dwóch tradycyjnych greckich imion, chociaż zwykle tłumaczono je na łacinę jako Lūcifer i Vesper .

Współczesna fikcja

Wraz z wynalezieniem teleskopu zaczęła nabierać kształtu idea, że ​​Wenus jest światem fizycznym i możliwym miejscem docelowym.

Nieprzenikniona pokrywa chmur Wenus dała pisarzom science fiction wolną rękę w spekulowaniu na temat warunków na jej powierzchni; tym bardziej, że wczesne obserwacje wykazały, że nie tylko była podobna wielkością do Ziemi, ale posiadała też pokaźną atmosferę. Znajdująca się bliżej Słońca niż Ziemia planeta była często przedstawiana jako cieplejsza, ale nadal nadająca się do zamieszkania przez ludzi. Gatunek osiągnął swój szczyt między latami 30. i 50. XX wieku, kiedy nauka ujawniła pewne aspekty Wenus, ale jeszcze nie surową rzeczywistość jej warunków na powierzchni. Ustalenia z pierwszych misji na Wenus pokazały, że rzeczywistość jest zupełnie inna i położyły kres temu szczególnemu gatunkowi. W miarę postępu wiedzy naukowej o Wenus autorzy science fiction próbowali dotrzymać kroku, w szczególności poprzez przypuszczenie ludzkich prób terraformowania Wenus .

Symbol

Symbol Wenus (kolor planety).svg

Astronomiczny symbol Wenus jest taki sam, jak ten używany w biologii dla płci żeńskiej: koło z małym krzyżykiem poniżej. Symbol Wenus reprezentuje również kobiecość , aw zachodniej alchemii oznacza metalową miedź. Polerowana miedź była używana w lustrach od starożytności, a symbol Wenus był czasami rozumiany jako zwierciadło bogini, chociaż jest to mało prawdopodobne, aby było to jego prawdziwe pochodzenie. W greckim Oxyrhynchus Papyri symbole Wenus i Merkurego nie miały poprzeczki na dolnym skoku.

Zdolność do zamieszkania

Spekulacje na temat możliwości istnienia życia na powierzchni Wenus znacznie spadły po wczesnych latach sześćdziesiątych, kiedy stało się jasne, że warunki są ekstremalne w porównaniu z tymi na Ziemi. Ekstremalna temperatura i ciśnienie atmosferyczne na Wenus sprawiają, że życie na wodzie, jak to obecnie wiadomo, jest mało prawdopodobne.

Niektórzy naukowcy spekulują, że termokwasofilowe mikroorganizmy ekstremofilne mogą istnieć w chłodniejszych, kwaśnych górnych warstwach atmosfery Wenus . Takie spekulacje sięgają roku 1967 , kiedy Carl Sagan i Harold J. Morowitz zasugerowali w artykule Nature , że małe obiekty wykryte w obłokach Wenus mogą być organizmami podobnymi do ziemskich bakterii (które są mniej więcej tej samej wielkości):

Podczas gdy warunki powierzchniowe Wenus sprawiają, że hipoteza o życiu tam jest nieprawdopodobna, chmury Wenus to zupełnie inna historia. Jak wskazano kilka lat temu, woda, dwutlenek węgla i światło słoneczne – warunki wstępne fotosyntezy – są obfite w pobliżu chmur.

W sierpniu 2019 roku astronomowie kierowani przez Yeon Joo Lee poinformowali, że długoterminowe zmiany absorbancji i albedo w atmosferze planety Wenus spowodowane są przez „nieznane absorbery”, którymi mogą być substancje chemiczne lub nawet duże kolonie mikroorganizmów wysoko w atmosferze planety, wpływają na klimat. Ich absorbancja światła jest prawie identyczna jak mikroorganizmów w chmurach Ziemi. Do podobnych wniosków doszły inne badania.

We wrześniu 2020 roku zespół astronomów kierowany przez Jane Greaves z Cardiff University ogłosił prawdopodobne wykrycie fosfiny , gazu, o którym nie wiadomo, że jest wytwarzany przez żadne znane procesy chemiczne na powierzchni Wenus ani w atmosferze, w górnych warstwach obłoków planety. Jednym z proponowanych źródeł tej fosfiny są żywe organizmy. Fosfinę wykryto na wysokości co najmniej 30 mil nad powierzchnią, a przede wszystkim na średnich szerokościach geograficznych, bez żadnej wykrytej na biegunach. Odkrycie skłoniło administratora NASA Jima Bridenstine'a do publicznego wezwania do nowego skupienia się na badaniach Wenus, opisując znalezisko fosfiny jako „najbardziej znaczący postęp w budowaniu argumentów za życiem poza Ziemią”.

Późniejsza analiza przetwarzania danych wykorzystywanych do identyfikacji fosfiny w atmosferze Wenus wzbudziła obawy, że linia wykrywania może być artefaktem. Zastosowanie dopasowania wielomianowego 12-go rzędu może wzmocnić szum i wygenerować fałszywy odczyt (patrz zjawisko Runge'a ). Obserwacje atmosfery Wenus w innych częściach widma elektromagnetycznego, w których można by się spodziewać linii absorpcji fosfiny, nie wykryły fosfiny. Pod koniec października 2020 r. ponowna analiza danych z odpowiednim odjęciem tła nie wykazała statystycznie istotnego wykrycia fosfiny.

Ochrona planetarna

Komitet Badań Kosmicznych jest organizacją naukową powołaną przez Międzynarodową Radę Nauki . Do ich obowiązków należy opracowywanie zaleceń dotyczących unikania skażenia międzyplanetarnego . W tym celu misje kosmiczne są podzielone na pięć grup. Ze względu na trudne warunki panujące na powierzchni Wenus, Wenus znajduje się w drugiej kategorii ochrony planetarnej . Wskazuje to, że istnieje tylko niewielka szansa, że ​​skażenie przenoszone przez statki kosmiczne może zakłócić badania.

Obecność człowieka

Wenus jest miejscem pierwszej międzyplanetarnej obecności człowieka, za pośrednictwem misji robotów, z pierwszymi udanymi lądowaniami na innej planecie i ciele pozaziemskim innym niż Księżyc. Wenus znajdowała się na początku ery kosmicznej, często odwiedzanej przez sondy kosmiczne aż do lat 90. XX wieku. Obecnie na orbicie znajduje się Akatsuki , a sonda Parker Solar Probe rutynowo wykorzystuje Wenus do manewrów wspomagania grawitacyjnego .

Jedynym krajem, który wysłał sondy lądowników na powierzchnię Wenus, był Związek Radziecki, który został wykorzystany przez rosyjskich urzędników do nazwania Wenus „rosyjską planetą”.

Mieszkanie

Chociaż warunki na powierzchni Wenus są bardzo niegościnne, ciśnienie atmosferyczne i temperatura pięćdziesiąt kilometrów nad powierzchnią są podobne do tych na powierzchni Ziemi. Mając to na uwadze, radziecki inżynier Siergiej Żytomirski (Сергей Житомирский, 1929–2004) w 1971 r. i współcześnie inżynier lotnictwa kosmicznego NASA Geoffrey A. Landis w 2003 r. zasugerował użycie aerostatów do załogowych eksploracji i prawdopodobnie do stałych „ pływających miast ” na Wenus atmosferę, alternatywę dla popularnego pomysłu życia na powierzchniach planet , takich jak Mars . Wśród wielu wyzwań inżynieryjnych związanych z obecnością człowieka w atmosferze Wenus są korozyjne ilości kwasu siarkowego w atmosferze.

Koncepcja Operacyjna Wenus na dużych wysokościach (HAVOC) opracowana przez NASA jest koncepcją misji, w której zaproponowano projekt załogowego aerostatu.

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia

Zewnętrzne linki

Zasoby kartograficzne