Феликс Зигель - Вселенная полна загадок
По детальным измерениям, выполненным на обсерватории Маунт-Вильсон (США), оказалось, что и днем и ночью верхние, слои атмосферы Венеры имеют почти одинаковую температуру, близкую к плюс 40 градусам по Цельсию. Это сглаживание ночных и дневных температур может быть вызвано только сравнительно быстрым вращением Венеры вокруг оси, при котором теплоотдача, уравновешиваясь с поглощением тепла, обеспечивает тем самым некоторый постоянный температурный режим.
Пепельный свет Венеры.
Продолжительность суток на Венере является первой ее загадкой.
До 1927 года Венера считалась двойником Земли. Полагали, что за облачным покровом Венеры на ее поверхности скрыт какой-то органический мир, а окружающая планету атмосфера во всем похожа на воздушную оболочку Земли. Но в 1927 году наступило первое разочарование. С помощью 100-дюймового телескопа обсерватории Маунт-Вильсон астроном Росс получил серию снимков Венеры сквозь различные светофильтры. Росс ожидал, что неясные серые пятна в атмосфере Венеры будут лучше всего видны в желтых, красных и инфракрасных лучах. Ведь именно такие светофильтры и употребляют фотографы для съемки далеких земных пейзажей.
Результат, однако, оказался неожиданным. На снимках в инфракрасных лучах Венера выглядела совершенно так же, как и при наблюдениях без светофильтра. Зато снимки в ультрафиолетовых лучах резко выделялись невидимыми глазом темными и светлыми пятнами изменчивых очертаний. Несомненно, это были какие-то атмосферные образования, причем, по мнению Росса, белые пятна представляют собой облака, а разделяющие их темные пятна — прорывы в облаках. Правда, в эти прорывы виднелись лишь нижние слои более темных облаков, а загадочная поверхность Венеры по-прежнему оставалась закрытой.
Росс надеялся пробиться сквозь облачный океан Венеры с помощью инфракрасных лучей, но неожиданно гораздо лучшим «буром» оказался ультрафиолетовый светофильтр. Значит, атмосфера Венеры по своим свойствам сильно отличается от атмосферы Земли.
Окружающий нас воздух подчиняется так называемому закону Рэлея — наиболее интенсивно он рассеивает синие и фиолетовые лучи. В атмосфере Венеры закон Рэлея не действует. Это означает, что солнечные лучи рассеиваются в ней иначе, чем на Земле.
За тридцать с лишком лет, прошедших с момента описанного открытия, ряд астрономов пытался разобраться в оптических свойствах атмосферы Венеры. Особенно подробные исследования были проведены советскими астрономами профессорами Η. П. Барабашовым и В. В. Соболевым. Общий вывод из этих работ таков: рассеяние света в атмосфере Венеры производится множеством сравнительно крупных твердых частиц, то есть какой-то пылью неизвестной природы. Удивительно, что эти данные относятся к самым верхним слоям атмосферы Венеры, которые, таким образом, в отличие от соответствующих слоев земной атмосферы оказались сильно запыленными.
Спектральный анализ, примененный к атмосфере Венеры, внес пока мало ясности в решение ее загадок. Ведь солнечные лучи, отражаясь от сплошного облачного покрова Венеры, позволяют узнать состав только самых верхних слоев ее атмосферы. Природа же нижних ее слоев и тем более поверхности Венеры остается неизвестной. И все-таки изучение спектра Венеры привело к важным открытиям.
Еще в 1932 году было установлено, что атмосфера Венеры исключительно богата углекислым газом. Только в верхних ее слоях этого газа почти в четыреста раз больше, чем во всей земной атмосфере. Зато, несмотря на неоднократные попытки, ни кислорода, ни водяного пара обнаружено не было. В полученных до сих иор спектрограммах нет ни малейших следов присутствия этих газов.
В 1953 году на Крымской астрофизической обсерватории астроном Н. А. Козырев получил высококачественные снимки спектра Венеры, на которых удалось рассмотреть полосы, принадлежащие ионизированному азоту.
Огромное количество углекислоты, азот при практически полном отсутствии водяных паров и кислорода — вот, собственно, все, что нам известно о составе атмосферы Венеры.
Как же тогда объяснить необычную облачность этой атмосферы? Можно ли при тех неожиданных выводах, к которым привел спектральный анализ, считать облака Венеры скоплением мельчайших водяных капелек, как и земные облака?
Мнения астрономов здесь разделяются. Английский астроном Вильдт считает, что облака Венеры состоят не из капелек воды, а из кристалликов формальдегида, образующегося при соединении под действием ультрафиолетовых лучей углекислого газа и водяных паров.
Чистый газообразный формальдегид бесцветен. Однако при добавлении к нему даже небольших примесей воды мгновенно возникают блестящие облака. Составляющие их молекулы образуют капли обычной пластмассы.
Мы привыкли к пластмассовым изделиям, мы ценим их высокие качества, но, право же, трудно представить себе пластмассовые дожди, превратившие за миллионы лет поверхность Венеры в сплошную пластмассовую корку!
В научно-фантастическом романе польского писателя Станислава Лема «Астронавты», изданном на русском языке в 1957 году, увлекательно описывается путешествие на Венеру.
Прибыв на соседнюю планету, отважные астронавты убеждаются, что гипотеза Вильдта соответствует действительности— глазам предстает необычный пластмассовый мир!
К сожалению, выводы Вильдта далеко не бесспорны. Во-первых, в процессе образования формальдегида должен выделяться свободный кислород (С02 + Н20 = СН2 + 30). Почему же, в таком случае, в спектре Венеры отсутствуют линии этого газа?
Во-вторых, никаких следов водяных паров, столь необходимых для образования формальдегида, также не обнаружено.
В-третьих, наконец, ни в одном из полученных до сих пор спектров Венеры нет и следов формальдегида, который, если верить Вильдту, должен быть основной составляющей частью атмосферы Венеры.
Последнее обстоятельство Вильдт объясняет тем, что при сравнительно низкой температуре верхних слоев атмосферы Венеры формальдегид очень плохо испаряется и потому не может быть найден. Однако два первых возражения полностью сохраняют свою силу.
В 1956 году французский астроном Довилье опубликовал работу, в которой пытается доказать, что облака Венеры состоят из нитрита аммония (NH4NО2), который возникает под действием электрических разрядов при соединении азота и воды (Ν2 + 2Н20 = NH4N02). Однако если считать возможными грозовые явления в атмосфере Венеры, то возникают сомнения, откуда могут браться пары воды, наличие которых на Венере спектральный анализ упорно отрицает.
Многим астрономам «химические» облака, вроде облаков из формальдегида, кажутся чем-то настолько противоестественным, что они пытаются все же снова вернуться к гипотезе обычных, водяных облаков.
В спектре Венеры нет следов водяных паров — с этим фактом трудно спорить. Но, с другой стороны, еще в двадцатых годах текущего века французский астроном Лио заметил, что отражательные свойства облаков Венеры (точнее говоря, так называемая поляризация ими солнечного света) весьма сходны с такими же свойствами земных облаков. Основываясь на этом, американские астрономы Уиппл и Мензел в 1952 году выступили с гипотезой, что поверхность Венеры сплошь покрыта водным океаном. Действительно, если облака Венеры состоят из водяных капелек, а на ее поверхности имеются и суша и океаны, то в таком случае влажные горные породы, соприкасающиеся с атмосферой, поглотили бы из нее практически весь углекислый газ. Между тем факты говорят об обратном — углекислоты в атмосфере Венеры очень много. Отсюда Уиппл и Мензел приходят к заключению, что на поверхности Венеры нет ни малейшего клочка суши. Густые серые тучи, никогда не пропускающие прямые солнечные лучи, несутся над, в буквальном смысле слова, безбрежным сплошным океаном.
Слабость этой гипотезы очевидна. Она держится на произвольном допущении, что на Венере есть вода. Между тем при полном отсутствии воды углекислый газ так же сохранится в атмосфере, как и при сплошном водном океане.
Сплошная суша или сплошной океан одинаково хорошо объясняют обилие углекислоты в атмосфере Венеры. Но так как в ее спектре нет следов водяных паров, то скорее следует отдать предпочтение «сухой» гипотезе.
Убедившись в бесплодности попыток пробиться сквозь облачный слой Венеры, астрономы исследуют распределение яркости по видимому диску планеты. Много подобных наблюдений было проведено на Харьковской обсерватории Η. П. Барабашовым и его сотрудниками.
При наблюдениях Венеры через красные и желтые светофильтры неожиданно выяснился один интересный факт. Оказывается, максимум яркости приходится на те участки диска Венеры, для которых угол отражения солнечных лучей равен углу их падения. Иначе говоря, здесь по-видимому, проявился зеркальный эффект поверхности Венеры, так как газовая атмосфера зеркальными свойствами обладать не может. Значит, на поверхности Венеры есть какие-то оранжевые или красноватые пред меты, которые сравнительно сильно отражают солнечные лучи. Что же это за предметы?
