Странное вращение Венеры, вероятно, было вызвано столкновением с высокоскоростным объектом размером с Луну

Странное и чрезвычайно медленное ретроградное вращение Венеры вокруг своей оси долгое время ставило в тупик планетологов. Но в новой статье, представленной на недавней Генеральной ассамблее Европейского союза наук о Земле в Вене, авторы утверждают, что, согласно их моделям, причиной странного 248-дневного вращения Венеры стало столкновение с небесным телом размером с Луну, которое произошло под большим углом и на высокой скорости. Вероятно, это произошло в первые 50 миллионов лет существования Венеры.

«Мы хотели изучить возможность того, что столкновение могло изменить вращение планеты, — рассказал мне в Вене Седрик Гилманн, ведущий автор статьи и планетолог из Швейцарской высшей технической школы Цюриха. — Но если бы столкновение существенно изменило начальное вращение планеты, то удар должен был произойти под большим углом», — говорит он.

Сегодня температура на поверхности нашей планеты-близнеца Венеры, которая почти такого же размера, как Земля, составляет 467 °C (873 °F), а атмосферное давление на поверхности в 92 раза выше, чем на Земле. И 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 подобрать начальные условия для вращения Венеры, которые в дальнейшем приведут к медленному вращению, наблюдаемому сейчас, — говорит Гилманн. — По сути, мы сталкиваем большой камень с другим очень большим камнем и видим, как деформируется планета, а также последствия этого с точки зрения вращения и внутренних свойств, таких как температура», — говорит он.

Команда исследователей обнаружила, что объект, масса которого составляет примерно десятую часть массы Венеры, столкнувшись с планетой под большим углом, может значительно замедлить вращение молодой планеты.

«В зависимости от фактических параметров столкновения мы можем замедлить быстрое вращение молодой Венеры до скорости, совместимой с долгосрочной эволюцией в сторону медленного вращения, — говорит Гиллманн. — А в некоторых случаях при сильном столкновении с большой энергией, когда удар происходит по касательной, планета может начать вращаться в ретроградном направлении, но с более высокой скоростью», — добавляет он.

Авторы статьи отмечают, что в ходе моделирования гигантские столкновения приводили к образованию поверхностных океанов магмы. Их относительная глубина варьируется в зависимости от характеристик столкновения: от тонкого слоя расплава толщиной порядка 100 км (62 миль) до полностью расплавленной мантии. Если поверхность может эффективно излучать тепло в космос, океан магмы быстро остывает, пишут авторы.

Если Гиллманн и его коллеги правы, то, вероятно, столкнувшийся с Венерой объект расплавил около 99% мантии планеты. Мантия — это внутренняя структура, расположенная между ядром и корой.

«Вы довольно быстро избавитесь от ударной тепловой энергии, и через несколько сотен миллионов лет эволюция приведет к тому, что результат будет очень сложно отличить от ситуации, когда столкновения не было», — говорит Гиллманн.

Однако вопрос о том, какую роль могло сыграть столкновение в отсутствии тектоники плит на Венере, остается открытым. Но известно, что отсутствие на Венере масштабного механизма переработки углерода, вероятно, привело к тому, что на планете установился парниковый эффект.

Важность вращения планеты

«Вращение планеты оказывает значительное влияние на эволюцию и устойчивость условий, пригодных для жизни, поскольку оно существенно влияет на механизмы перераспределения энергии на планете», — пишет мне по электронной почте Стивен Кейн, планетолог-астрофизик из Калифорнийского университета в Риверсайде, который не участвовал в исследовании цюрихской группы.

Вращение планеты также может оказывать огромное влияние на формирование облаков.

«Таким образом, нынешняя скорость вращения Венеры и то, как она менялась с течением времени, — это важнейшая часть истории Венеры и ответа на вопрос, были ли на ней когда-либо условия, пригодные для жизни», — говорит Кейн.

В чем суть?

Расположение Венеры во внутренней части Солнечной системы в сочетании с тем фактом, что яркость нашего светила увеличивается примерно на 10% каждые миллиард лет, практически предопределяет печальный исход для нашей «сестры».

Что больше всего озадачивает Гиллманна в Венере?

«Вопрос в том, есть ли в недрах Венеры вода, потому что это имеет огромное значение для любого сценария эволюции планеты», — говорит Гиллманн.

Если внутри тоже сухо, то становится ясно, что Венера потеряла всю свою воду.

«Но если внутри влажно, то загадка остается», — говорит Гилманн.

На изображении:

В феврале 1974 года космический аппарат НАСА «Маринер-10», удаляясь от Венеры, запечатлел этот, казалось бы, умиротворяющий вид планеты. Но, вопреки безмятежному облику, Венера — это мир с невыносимой жарой, сокрушительным атмосферным давлением и облаками едкой кислоты.

Фото: NASA/JPL-Caltech