Obraz chmur Wenus sfotografowany przez instrument ultrafioletowy Akatsuki w 2019 roku.
(Zdjęcie: © Zespół projektowy Planet-C)
Przez dziesięciolecia naukowcy podejrzewali, że gromady pulsują w elektrowni atmosfera Wenus, być może połyskujące kwaśne chmury świata.
Kuszące spojrzenia podtrzymały ich nadzieje, ale wszystkie są wskazówkami. Naukowcy potrzebują bardziej jednoznacznych znaków, które pozostają nieuchwytne nawet trzy lata na naszej orbicie pioruna planeta bliźniacza. To powolna, frustrująca, zagmatwana rzeczywistość nauki, która często wymyka się z historii odkryć.
„Kiedy czytasz książki historyczne, wszystko przypomina trochę krzyżówkę: wiesz, ktoś przyszedł i zmierzył to i stwierdził, że to wszystko pasuje”, Ralph Lorenz, planetolog z Applied Physics Laboratory Johns Hopkins University i główny autor nowego artykułu na temat obserwacji tego dedykowanego pioruna na Venus, powiedział Space.com. „To naprawdę bardziej przypomina kryminał, w którym detektyw otrzymuje zeznania od tej osoby i zeznania od tej osoby”.
Do tej pory detektyw nie robił dużych postępów w rozwiązywaniu problemu. „Niemożliwe jest przyjęcie wszystkich zgłoszonych obserwacji na pierwszy rzut oka i ich zrozumienie” - powiedział Lorenz. Nic się nie sumuje.
Wszystkie dotychczasowe obserwacje piorunów są co najwyżej poszlakowe. Sonda Venera 9 w Związku Radzieckim dostrzegła błysk, który mógł być plamą farby. Kilka później Sondy Venera nosili detektory piorunów, ale ich dane nie odpowiadają oczekiwaniom naukowców. Astronomowie używający teleskopu w Arizonie w 1993 roku dostrzegli serię błysków, chociaż one również nie mają sensu. Seria impulsów magnetycznych widzianych przez Europejską Agencję Kosmiczną Venus Express mógł zostać stworzony przez inne zjawisko.
Nawet dokładny eksperyment przeprowadzony przez misję Cassini NASA przed długą podróżą do Saturna spowodował więcej zamieszania. Statek kosmiczny nosił detektor radiowy i mimo to musiał przelecieć obok Ziemi i Wenus, aby osiągnąć swój cel. Ale podczas gdy instrument zarejestrował ponad tysiąc błysków na Ziemi, nie wykrył żadnej na Wenus.
Wchodzić Akatsuki, japońska misja orbitera, aby zerknąć na naszego dobrze otoczonego sąsiada. Statek kosmiczny wystartował w 2010 r., Ale kilka miesięcy później wypalenie, które miało wprowadzić sondę na orbitę wokół Wenus, zakończyło się wcześnie, wyrzucając pojazd w kosmos. Pięć lat później unosił się na tyle blisko, aby podjąć kolejną próbę orbitowania, które się udało. Ale statek kosmiczny nie mógł dotrzeć na swoją pierwotną orbitę i teraz okrąża planetę w większej odległości niż planowano.
Jest to szczególnie trudne dla kamery błyskawicowej, która może teraz zbierać dane z szybkością jednej dziesiątej tego, co instrument mógł osiągnąć, gdyby przybycie statku kosmicznego przebiegło bezproblemowo. Wszystko powiedziane, Nieszczęścia Akatsuki oznacza to, że kamera błyskawicy zgromadziła zaledwie 17 godzin danych.
Ale przez te wszystkie godziny Lorenz i jego współautorzy zauważyli zerowe błyski. Powiedział, że ten sam instrument gromadzący te same dane na Ziemi widziałby setki. Ale w Wenus, Zilch. Ani jednego. (Badania opisano w artykule opublikowanym 3 lipca w czasopiśmie Geophysical Research Letters.)
Zamiast rozwiązania naukowcy otrzymali bardziej skomplikowaną łamigłówkę.
„Jeśli nie widzisz żadnych błysków, to nie znaczy, że nie ma żadnych błysków; może to oznaczać, że są jakieś błyski i przegapiłeś je”, Karen Aplin, fizyk z Bristol University w Anglii, który studiuje planetę błyskawica, ale nie był zaangażowany w nowe badania, powiedział Space.com. „Mówią, że może nie ma pioruna, a może piorun jest gdzieś naprawdę skupiony, albo jest bardzo rzadki i zdarza się w seriach, a oni nie widzieli go jeszcze. I sugerują, że te wykrycia radiowe mogą być spowodowane czymś innym niż błyskawica - więc wyglądają jak błyskawica, ale mogą nimi nie być ”.
Wenus nie jest jedynym miejscem, w którym błyskawica była nieuchwytnym celem. Aplin powiedział, że naukowcy wierzą w większą liczbę planet w naszym Układzie Słonecznym, niż nie mają w sobie tych elektrycznych olśniewaczy. Ziemia jest oczywiście najłatwiejsza do studiowania. Ale misje takie jak Sondy Voyager Galileusz zauważył piorun w Jowiszu i Saturnie. W obu gazowych gigantach atmosfera zawiera wystarczającą ilość pary wodnej, aby pomieścić mniej więcej ziemska błyskawica.
Wydaje się, że Uran i Neptun błyszczą, chociaż naukowcy mają dane z tylko jednego statku kosmicznego do tych miejsc, sondy Voyager 2. Te odległe lodowe olbrzymy są zbyt słabo poznane, aby naukowcy mogli zaryzykować domysł w jaki sposób takie błyski mogą wystąpić.
Podejrzewa się także, że Mars jest gospodarzem błyskawicy, chociaż jest tak samo nieuchwytny jak jego wenusjański odpowiednik. Naukowcy wierzą Błyskawica Czerwonej Planety - gdyby istniał - byłby napędzany przez cząstki pyłu ocierające się o siebie na wietrze, nieziemską naśladownictwo wulkanicznej błyskawicy, która formuje się w chmurach cząstek skalnych wyrzuconych przez erupcję tutaj na Ziemi.
Naukowcy przebyli już nawet tę dziwną, brakującą błyskawicę drogę, na największym księżycu Saturna, Tytanie. Kiedy budowała Europejska Agencja Kosmiczna Sonda Tytanaobawiali się, że będzie musiał pokonać błyskawice, ale polowanie na takie zjawisko stało się puste. „Tytan jest kolejnym z tych miejsc, w których po długich i obszernych badaniach mamy teraz dość rygorystyczne górne limity aktywności błyskawicy” - powiedział Lorenz. „Nie możemy powiedzieć, że tak się nie dzieje, ale nie widzieliśmy, jak to się dzieje”.
Ale podczas gdy Wenus odzwierciedla Ziemię na wiele niesamowitych sposobów, jej błyskawica jest trudniejsza do wyjaśnienia, ponieważ jej atmosfera jest zupełnie inna, zbudowana głównie z kwasu siarkowego, który nie może utrzymać ładunku elektrycznego, powiedział Aplin. „Jedną z rzeczy związanych z błyskawicami Wenus jest to, że nie rozumiemy, w jaki sposób zostaną wygenerowane”.
Niewiedza o tym, jak by się uformowała, utrudnia też przewidywanie, gdzie szukać. A błyskawica niekoniecznie rozkłada się równomiernie w czasie i przestrzeni. Na przykład na Ziemi błyskawica występuje najczęściej po południu i na lądzie. Naukowcy nie ustanowili równoważnego połączenia z Wenus, ale Lorenz powiedział, że jedna hipoteza jest taka, że błyskawica może być najczęstsza o zmierzchu, gdy chmury są chłodne, a nad górami, które, jak już udowodniono w danych Akatsuki, mogą stworzyć inne zjawisko atmosferyczne zwane fala dziobowa. Rezultatem byłyby błyski, które są bardzo skoncentrowane w czasie i przestrzeni - a to oznacza trudność do zauważenia.
Naukowcy nie próbują wyśledzić pioruna tylko po to, aby ustalić, który cel Układu Słonecznego jest najbardziej błyskawiczny: Błyskawica jest powiązana z szeregiem cech atmosferycznych, które naukowcy chcą lepiej zrozumieć na temat otaczających nas światów. „Jeśli wykryjesz piorun, możesz użyć go do wywnioskowania innych właściwości planety i jej atmosfery” - powiedział Aplin. „Mierzenie jest dość przydatne, ponieważ powie ci kilka rzeczy naraz”.
Jedną z takich rzeczy jest bezpieczeństwo eksploracji świata. „Jest to zagrożenie, więc chcesz wiedzieć, czy gdzieś jest piorun, ponieważ może on zniszczyć twój statek kosmiczny lub może zniszczyć astronautów i może robić rzeczy takie jak gaszenie systemów zasilania” - powiedział Aplin.
A praktyczność nie jest jedyną motywacją: naukowcy próbujący zrozumieć, jak i jak często powstawało życie, podejrzewają, że energia i chemia błyskawicy mogą odgrywać istotna rola w wyczarowaniu życia z geologii. „Błyskawica może być związana z początkami życia” - powiedział Aplin. „Błyskawica wnosi energię do systemu, który może być ostatecznie zaangażowany w tworzenie życia”.
Przynajmniej na Wenus tylko czas zawiera wskazówki potrzebne naukowcom do rozwiązania zagadki. Akatsuki pozostaje na gotowej orbicie błyskawicy, której oczekiwanie jest dłuższe niż oczekiwano. Być może wkrótce nadejdzie kolejny statek kosmiczny. Lorenz zasugerował, że przyszła misja może zawierać trio radiowych detektorów piorunów, które pozwolą naukowcom zlokalizować mierzone błyski, a także instrumenty dostrojone do pola elektromagnetycznego planety.
Mówiąc prościej, niektóre poszlaki wskazują na błyskawicę Wenus wynika z obserwacji dokonanych przez teleskopy oparte tu na Ziemi, a takie prace mogą w końcu rozwiązać zagadkę. Ale może to być również dziki gęś, która kończy się niczym.
Ta gęsia pogoń mogła się już odbyć, być może nawet wiele razy, bez wiedzy naukowców o próżnych zadaniach ich kolegów. „Rozumiesz, że ludzie nie są zbyt chętni do publikowania„ nieudanych ”eksperymentów” - powiedział Aplin. „Może być tak, że ludzie niczego nie obejrzeli i nie opublikowali”.
Być może właśnie tam Lorenz i jego współautorzy naprawdę zrobili krok do przodu: publikując swoje błyskawica, pomimo tego, że kończy się ciągłą łamigłówką, bez żadnego wiązania luźnych końców, które tajemnicze powieści oferują tak głęboką satysfakcję.
I w końcu zawsze istnieje szansa, że scena detektywa przedstawiająca brakujące wskazówki, które ją zdradziły, może jeszcze kiedyś nadejść.
„Jest to pod wieloma względami niecodzienny wynik, ponieważ nie wykryliśmy błysków optycznych” - powiedział Lorenz. „Możliwe, że Akatsuki po prostu pecha, a następnym razem, gdy będziemy obserwować, wykryjemy setki błysków, co byłoby bardzo ekscytujące”.
- „Wulkan wody” zamienia się w piorunochron w tym elektryzującym obrazie
- Błyskawica uderza rosyjską rakietę podczas startu satelity (ale wszystko w porządku)
- Zdjęcia: Błyskawica Ziemi widziana z kosmosu
Notka redaktora: Ten artykuł został zaktualizowany, aby zawierał link do dokumentu badawczego. Napisz do Meghan Bartels na [email protected] lub śledź ją @meghanbartels. Podążaj za nami na Twitterze @Spacedotcom i dalej Facebook.
