В МФТИ выяснили состав облаков Венеры

Владимир Краснопольский из Московского физико-технического института создал первую фотохимическую модель образования частиц серы в облаках Венеры. На её основании он пришёл к выводу, что количество серных аэрозолей и их роль в верхнем облачном слое сильно переоценена. По его мнению, действительно значительную роль в протекающих там процессах играет совсем другое соединение — хлорид железа. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Icarus.

Если взглянуть на Венеру в видимом диапазоне, то она будет выглядеть монотонным желтоватым диском. Однако в ультрафиолетовой части спектра картина принципиально иная: в её атмосфере много чередующихся черных (хорошо поглощающих УФ) и белых (отражающих УФ) полос. Значительная часть научного сообщества полагала, что черные полосы сложены частицами серы, которая образуется в венерианской атмосфере из газообразных соединений серы (по всей видимости, вулканического происхождения). Ещё в 1986 году Краснопольский впервые поставил вопрос о том, что общее количество серных аэрозолей, которое бы могло объяснить существование поглощающих ультрафиолет полос, должно быть слишком велико. Однако детальные исследования атмосферы Венеры "на месте" земным учёным пока недоступны, поэтому окончательно прояснить этот вопрос было затруднительно.

Детально рассмотрев процессы образования частиц серы из её газообразных соединений, учёный построил модель, с помощью которой смог точно рассчитать, в каких именно областях облачного слоя происходит накопление наибольшего количества серных аэрозолей. Как выяснилось, такая фотодиссоциация — разрушение серных соединений под действием ультрафиолета и освобождение чистой серы — идёт в нижней части облачного слоя Венеры. Однако данные, полученные советской межпланетной станцией "Венера-14" ещё в 1982 году показывают, что лучи ближней части ультрафиолетового спектра эффективно поглощаются уже на высоте 60 километров. Это явно выше основного слоя облаков из серной кислоты, где в основном и нарабатывается серный аэрозоль. Всё это закрывает "серную гипотезу" в отношении загадочных "тёмных" полос в атмосфере Венеры.

Возникает вопрос, что же в таком случае действительно поглощает там ультрафиолет. Краснопольский предполагает, что это делают частицы хлорида железа, FeCl₃. Их обнаружила в местной атмосфере станция "Венера-12" в 1970-х годах с помощью бортового рентгеновского флуоресцентного спектрометра. В 1981 году в Институте космических исследований РАН был проведён эксперимент, в ходе которого однопроцентный раствор хлорида железа в серной кислоте (имитация условий венерианских облаков) показал способность эффективно останавливать ультрафиолет.

Учёные серьёзно интересуются процессами, происходящими в атмосфере Венеры, в силу её крайней необычности. Нигде больше в Солнечной системе нет ситуации, когда газовая оболочка настолько плотна и горяча, что в ней плавятся многие металлы, а дожди идут только в виде капель серной кислоты. Ряд химических особенностей облачного слоя планеты — например, наличие сульфида карбонила — ранее заставил ряд исследователей предположить наличие там экзотических форм жизни. В условиях венерианской атмосферы полностью неорганический синтез сульфида карбонила ряд учёных считает затруднительным.