Странное вращение Венеры, вероятно, было вызвано ударом объекта размером с Луну

Странное и чрезвычайно медленное ретроградное вращение Венеры вокруг своей оси долгое время ставило в тупик планетарных ученых. Однако в новой статье, представленной на недавней Генеральной ассамблее Европейного геонаучного союза в Вене, авторы утверждают, что их модели указывают на то, что удар объекта размером с Луну под высоким углом и с высокой скоростью, вероятно, вызвал странное вращение Венеры, составляющее 248 дней. Это, вероятно, произошло в течение первых 50 миллионов лет после формирования Венеры.

Мы хотели исследовать возможность того, что удар мог изменить вращение планеты, — сказал мне в Вене Седрик Жилльман, ведущий автор статьи и планетарный ученый из ETH Цюрих. — Но это должен был быть объект с высоким углом удара, если он значительно изменил вращение первоначальной оси планеты, — добавил он.

Сегодня наша сестра-планета Венера, почти такого же размера, как Земля, имеет температуру на поверхности 467 градусов Цельсия и атмосферное давление в 92 раза больше, чем на Земле. В отличие от Земли, которая вращается против часовой стрелки, Венера в настоящее время вращается вокруг своей оси в ретроградном (или по часовой стрелке) направлении.

Что нового в этой статье?

Мы пытаемся сопоставить начальные условия для вращения Венеры, которые позже эволюционируют в медленное вращение, которое мы наблюдаем сейчас, — говорит Жилльман. — По сути, мы бросаем большой камень в другой очень большой камень и смотрим, как планета деформируется, и каковы последствия в терминах вращения и внутренних свойств, таких как температура, — добавляет он.

Команда обнаружила, что удар объекта, который составляет примерно десятую часть массы Венеры и попадает в планету под высоким углом, может значительно изменить вращение молодой планеты.

В зависимости от фактических параметров удара мы можем замедлить быстро вращающуюся раннюю Венеру до скоростей вращения, которые совместимы с долгосрочной эволюцией в сторону медленно вращающейся планеты, — говорит Жилльман. Или даже в некоторых случаях с крупным энергетическим ударом, который произойдет при тангенциальном ударе, что даже поставит планеты на ранней стадии уже в ретроградное, но более быстрое вращение, — добавляет он.

В симуляциях гигантские удары ожидаемо создают океаны магмы на поверхности, отмечают авторы статьи. Их относительные глубины варьируются в зависимости от свойств удара: от мелкого слоя расплавленного материала толщиной около 100 км до полностью расплавленной мантии, отмечают они. Если поверхность может эффективно излучать тепло в космос, океан магмы быстро остывает, пишут они.

Если Жилльман и его коллеги правы, вероятный ударник Венеры также расплавил около 99 процентов мантии Венеры. То есть внутреннюю структуру, которая простирается между ее ядром и корой.

Вы довольно эффективно избавитесь от тепла удара, и через несколько сотен миллионов лет вы увидите эволюцию, которую очень трудно отличить от случая, когда удара не было, — говорит Жилльман.

Однако вопрос о том, какую роль удар мог сыграть в отсутствии тектоники плит на Венере, остается открытым для обсуждения. Но известно, что отсутствие у Венеры механизма переработки углерода в крупном масштабе, вероятно, привело к ее текущей runaway greenhouse.

Важность вращения планеты

Вращение планеты имеет значительное влияние на эволюцию и устойчивость обитаемых условий, потому что оно оказывает глубокое влияние на механизмы, с помощью которых планета перераспределяет свою энергию, — говорит Стивен Кейн, планетарный астрофизик из Университета Калифорнии в Риверсайде, который не входил в состав исследовательской группы из Цюриха.

Данное вращение планеты также может иметь огромное влияние на образование облаков на планете.

Таким образом, текущая скорость вращения Венеры и то, как она изменялась с течением времени, является огромной частью истории Венеры и того, могла ли она ранее иметь обитаемые условия, — говорит Кейн.

Каков итог?

Положение Венеры в внутренней солнечной системе, в сочетании с тем фактом, что наше Солнце увеличивает свою светимость примерно на 10 процентов каждые миллиард лет, в значительной степени предопределяет трудный исход для нашей сестры-планеты.

Художественное представление миссии ESA Envision на Венере. Кредит: ESA/Парижская обсерватория/VR2Planets

Что больше всего озадачивает Жилльмана в Венере?

Существует ли вода в недрах Венеры, потому что это имеет огромное значение для любого сценария, который мы можем представить для эволюции планеты, — говорит Жилльман.

Если внутренности также сухие, то будет довольно ясно, что Венера потеряла всю свою воду.

Но если внутри влажно, то загадка продолжается, — говорит Жилльман.