Ο σημερινός πλανήτης Αφροδίτη είναι ξηρός χάρη στην απώλεια νερού στο διάστημα με τη μορφή ατομικού υδρογόνου. Στη διαδικασία της κυρίαρχης απώλειας, το ιόν HCO+ ανασυνδυάζεται με ένα ηλεκτρόνιο, παράγοντας γρήγορα άτομα Η (πορτοκαλί) που χρησιμοποιούν μόρια CO2 (μπλε) ως εξέδρα εκτόξευσης για να διαφύγουν. Πιστώσεις: Aurore Simonet / Εργαστήριο Ατμόσφαιρας και Διαστημικής Φυσικής / Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Μπόλντερ
Οι ερευνητές το ανακάλυψαν αυτό Αφροδίτη Πολύ περισσότερο νερό χάνεται από ό,τι πιστευόταν προηγουμένως λόγω μιας διαδικασίας που ονομάζεται «διασχιστικός ανασυνδυασμός», κατά την οποία άτομα υδρογόνου διαφεύγουν στο διάστημα.
Πλανητολόγοι στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Μπόλντερ ανακάλυψαν πώς η καυτή, ακατοίκητη γειτονική Αφροδίτη της Γης έγινε τόσο ξηρή.
Η νέα μελέτη καλύπτει ένα μεγάλο κενό σε αυτό που οι ερευνητές αποκαλούν «η ιστορία του νερού στην Αφροδίτη». Χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις υπολογιστή, η ομάδα ανακάλυψε ότι τα άτομα υδρογόνου στην ατμόσφαιρα του πλανήτη απελευθερώνονται στο διάστημα μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως «διασχιστικός ανασυνδυασμός» – με αποτέλεσμα η Αφροδίτη να χάνει σχεδόν διπλάσιο νερό την ημέρα από ό,τι είχε εκτιμηθεί προηγουμένως.
Η ομάδα δημοσίευσε τα ευρήματά της στις 6 Μαΐου στο περιοδικό φύση.
Τα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην εξήγηση του τι συμβαίνει με το νερό σε πλήθος πλανητών σε όλο τον γαλαξία.
«Το νερό είναι πραγματικά σημαντικό για τη ζωή», δήλωσε η Irene Kanji, ερευνήτρια στο Εργαστήριο Ατμοσφαιρικής και Διαστημικής Φυσικής (LASP) και συν-επικεφαλής της νέας εργασίας. «Πρέπει να κατανοήσουμε τις συνθήκες που υποστηρίζουν το υγρό νερό στο σύμπαν και που μπορεί να έχουν δημιουργήσει την πολύ ξηρή κατάσταση της Αφροδίτης σήμερα».
Πρόσθεσε ότι η Αφροδίτη είναι θετικά ξηρή. Εάν παίρνατε όλο το νερό στη Γη και το απλώνατε στον πλανήτη σαν μαρμελάδα σε φρυγανιά, θα αποκτούσατε ένα υγρό στρώμα βάθους περίπου 3 χιλιομέτρων (1,9 μίλια). Αν κάνατε το ίδιο πράγμα στην Αφροδίτη, όπου όλο το νερό είναι παγιδευμένο στον αέρα, θα καταλήξετε με μόλις 3 εκατοστά (1,2 ίντσες), μόλις και μετά βίας για να βραχούν τα δάχτυλα των ποδιών σας.
«Η Αφροδίτη έχει 100.000 φορές λιγότερο νερό από τη Γη, παρόλο που έχει το ίδιο μέγεθος και μάζα», δήλωσε ο Michael Chaffin, συν-επικεφαλής της μελέτης και ερευνητής στο LASP.
Στην τρέχουσα μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μοντέλα υπολογιστών για να κατανοήσουν την Αφροδίτη ως ένα γιγάντιο χημικό εργαστήριο, εστιάζοντας στις διαφορετικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στην στροβιλιζόμενη ατμόσφαιρα του πλανήτη. Η ομάδα ανέφερε ότι ένα μόριο που ονομάζεται HCO+ (ένα ιόν που αποτελείται από ένα καλαμπόκι Το υδρογόνο, ο άνθρακας και το οξυγόνο (υδρογόνο, άνθρακας και οξυγόνο) στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης μπορεί να είναι ο λόγος που το νερό διαφεύγει από τον πλανήτη.
Για τον Kanji, συν-επικεφαλής συγγραφέα της εργασίας, τα αποτελέσματα αποκαλύπτουν νέους υπαινιγμούς σχετικά με το γιατί η Αφροδίτη, η οποία μπορεί να φαινόταν σχεδόν πανομοιότυπη με τη Γη σήμερα, έχει γίνει αγνώριστη.
«Προσπαθούμε να καταλάβουμε ποιες μικρές αλλαγές συνέβησαν σε κάθε πλανήτη για να τους ωθήσουν σε αυτές τις πολύ διαφορετικές καταστάσεις», είπε η Kanji, η οποία θα αποκτήσει το διδακτορικό της στις αστροφυσικές και πλανητικές επιστήμες στο CU Boulder το 2023.
Διαρροή νερού
Σημείωσε ότι η Αφροδίτη δεν ήταν πάντα μια τέτοια έρημος.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι πριν από δισεκατομμύρια χρόνια κατά τη διάρκεια του σχηματισμού της Αφροδίτης, ο πλανήτης έλαβε τόσο νερό όσο η Γη. Κάποια στιγμή έγινε η καταστροφή. Σύννεφα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης εξαπέλυσαν το πιο ισχυρό φαινόμενο του θερμοκηπίου στο ηλιακό σύστημα, ανεβάζοντας τελικά τις επιφανειακές θερμοκρασίες στους 900 βαθμούς. φά. Στη διαδικασία, όλο το νερό της Αφροδίτης εξατμίστηκε σε ατμό και το μεγαλύτερο μέρος του παρασύρθηκε στο διάστημα.
Αλλά αυτή η αρχαία εξάτμιση δεν μπορεί να εξηγήσει γιατί η Αφροδίτη είναι τόσο ξηρή όσο είναι σήμερα ή πώς συνεχίζει να χάνει νερό στο διάστημα.
«Κατά αναλογία, ας πούμε ότι έριξα νερό στο μπουκάλι μου, θα είχαν μείνει μερικές σταγόνες», είπε ο Chaffin.
Στην Αφροδίτη, σχεδόν όλες αυτές οι εναπομείνασες σταγόνες έχουν επίσης εξαφανιστεί. Ο ένοχος, σύμφωνα με το νέο έργο, είναι ο άπιαστος HCO+.
Αποστολές στην Αφροδίτη
Οι Chaffin και Kanji εξήγησαν ότι στην ανώτερη ατμόσφαιρα του πλανήτη, το νερό αναμιγνύεται με διοξείδιο του άνθρακα για να σχηματίσει αυτό το μόριο. Σε προηγούμενη έρευνα, οι ερευνητές ανέφεραν ότι το HCO+ μπορεί να είναι υπεύθυνο για… Άρης Χάνει μεγάλο μέρος του νερού του.
Δείτε πώς λειτουργεί στην Αφροδίτη: Το HCO+ παράγεται συνεχώς στην ατμόσφαιρα, αλλά τα μεμονωμένα ιόντα δεν επιβιώνουν για πολύ. Τα ηλεκτρόνια στην ατμόσφαιρα βρίσκουν αυτά τα ιόντα και συνδυάζονται ξανά για να χωρίσουν τα ιόντα στα δύο. Κατά τη διαδικασία, τα άτομα υδρογόνου εκτοξεύονται, ίσως διαφεύγουν εξ ολοκλήρου στο διάστημα, στερώντας την Αφροδίτη από ένα από τα δύο υδάτινα συστατικά της.
Στη νέα μελέτη, η ομάδα υπολόγισε ότι ο μόνος τρόπος για να εξηγηθεί η ξηρή κατάσταση της Αφροδίτης είναι εάν ο πλανήτης φιλοξενεί μεγαλύτερες από τις αναμενόμενες ποσότητες HCO+ στην ατμόσφαιρά του. Υπάρχει μια ανατροπή στα ευρήματα της ομάδας. Οι επιστήμονες δεν έχουν παρατηρήσει ποτέ το HCO+ γύρω από την Αφροδίτη. Ο Chaffin και ο Kanji προτείνουν ότι αυτό συμβαίνει επειδή δεν είχαν ποτέ τα εργαλεία για να φαίνονται σωστά.
Ενώ δεκάδες αποστολές έχουν επισκεφθεί τον Άρη τις τελευταίες δεκαετίες, πολύ λιγότερα διαστημόπλοια έχουν ταξιδέψει στον δεύτερο πλανήτη από τον ήλιο. Κανένας από αυτούς δεν έφερε όργανα ικανά να ανιχνεύσουν το HCO+ που τροφοδοτούσε τη νέα οδό διαφυγής της ομάδας.
«Ένα από τα εκπληκτικά συμπεράσματα αυτής της εργασίας είναι ότι το HCO+ θα πρέπει στην πραγματικότητα να είναι μεταξύ των πιο άφθονων ιόντων στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης», είπε ο Chaffin.
Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, ένας αυξανόμενος αριθμός επιστημόνων έχουν βάλει στο στόχαστρο την Αφροδίτη. NASAΓια παράδειγμα, η προγραμματισμένη αποστολή Deep Venus Atmospheric Exploration for Noble Gases, Chemistry and Imaging (DAVINCI) θα ρίξει έναν ανιχνευτή στην ατμόσφαιρα του πλανήτη μέχρι την επιφάνεια. Έχει προγραμματιστεί να κυκλοφορήσει μέχρι το τέλος της δεκαετίας.
Ούτε ο DAVINCI θα είναι σε θέση να ανιχνεύσει το HCO+, αλλά οι ερευνητές ελπίζουν ότι μια μελλοντική αποστολή μπορεί να αποκαλύψει ένα άλλο βασικό μέρος της ιστορίας της παρουσίας του νερού στην Αφροδίτη.
«Δεν έχουν γίνει πολλές αποστολές στην Αφροδίτη», είπε ο Kanji. «Αλλά οι πρόσφατα προγραμματισμένες αποστολές θα αξιοποιήσουν δεκαετίες συλλογικής εμπειρίας και αυξανόμενο ενδιαφέρον για την Αφροδίτη για να εξερευνήσουν τα άκρα της πλανητικής ατμόσφαιρας, της εξέλιξης και της κατοικιμότητας».
Αναφορά: «HCO + διαχωριστικός ανασυνδυασμός κυριαρχεί στην απώλεια λουλουδιών» από τους MS Chaffin, EM Cangi, BS Gregory, RV Yelle, J. Deighan, RD Elliott και H. Gröller, 6 Μαΐου 2024, φύση.
doi: 10.1038/s41586-024-07261-y
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”